低频结构由于人的行走、跳跃、跑步等活动而产生的动荷载作用下的振动是一个与安全性与舒适性相关的重要课题。当行人穿过步行桥,行人产生的步行荷载会引起结构振动,当结构振动的幅度超过一定的限值,特别是当步行力侧向频率与人行桥侧向振动频率接近时,行人为保持平衡而无意识地改变身体的横向晃动与结构横向振动同步,即人体与结构之间产生相互作用。目前,研究人群与结构相互作用的各种数学模型都是将人群作为移动荷载而不是作为动力系统来考虑,忽略了由于人体与结构各自力学特性而可能发生的人体与结构相互作用,从而也无法解释行人对结构的动力特性(频率和阻尼)的影响。并且,人体的刚度、阻尼、冲击角等参数都无法在移动荷载模型中得到体现,无法从机理上对人体-结构相互作用进行阐释。针对所阐述的人体-结构相互作用研究中存在的问题,本文从人体-结构相互作用研究的两部分内容进行深入分析,具体内容如下：(1)研究静态人体对结构动力特性的影响。通过将结构上的人体模拟为质量-弹簧-阻尼单自由度系统,建立了人体-结构相互作用系统的运动方程,采用状态空间法分析了体系的自振特性,研究了人体与结构的质量比、频率比、阻尼比、人位于结构上的位置等参数对系统动力特性的影响,并将数值模拟结果与试验结果进行比较,验证了理论模型的正确性。(2)研究结构人致竖向振动问题。基于生物力学研究领域中的双足步行模型,分别采用拉格朗日方程和将经典有限单元法与移动单元法相结合的方法,建立人体-结构相互作用系统的运动方程,提出了保持步态稳定的反馈机制和时变阻尼模型,确定了人体与结构相互作用的基本理论和算法实现,研究了人腿刚度、人腿阻尼和冲击角等参数对结构动力响应的影响。同时,进行了相应的试验研究,验证了理论模型的正确性。(3)提出了考虑人体横向运动的三维双足步行模型,研究了步行中保持步态横向稳定的反馈机制,分析了人腿刚度和冲击角等参数对人体运动的影响。(4)基于三维双足步行模型,研究了结构人致横向振动问题。仍将经典有限单元法和移动单元法相结合,建立人体-结构相互作用系统的运动方程,确定了结构人致横向振动的基本理论和算法实现。