金屬?gòu)?fù)合屋面板的風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)和減振性能探究.pdf

1、金屬?gòu)?fù)合屋面板是大跨屋蓋結(jié)構(gòu)中常用的輕型屋面系統(tǒng)，其有限剛度、高阻尼特性對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)效應(yīng)的影響不可忽視，但目前屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)中并不考慮。本文以常用的聚氨酯夾芯屋面板和纖維夾芯屋面板為對(duì)象，探討了這兩類(lèi)復(fù)合屋面板對(duì)主體結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響規(guī)律。論文工作和主要結(jié)論如下:
　　(1)系統(tǒng)闡述了金屬?gòu)?fù)合屋面板的結(jié)構(gòu)阻尼的描述方法和計(jì)算分析理論。采用模態(tài)應(yīng)變能法對(duì)兩種屋面板的結(jié)構(gòu)阻尼特性進(jìn)行了分析，計(jì)算結(jié)果表明兩種屋面板均表現(xiàn)為高阻

2、尼的特性。對(duì)于聚氨酯夾芯屋面板，低頻段各階振型的模態(tài)損耗因子相對(duì)較小，但50～90Hz高頻段振型的模態(tài)損耗因子最大可達(dá)到0.4。對(duì)于纖維夾芯屋面板，高低頻段(4.56—69.3Hz)各階振型的模態(tài)損耗因子均較大，最大可超過(guò)0.5。
　　(2)施加風(fēng)壓時(shí)程在典型跨度的屋面板上，通過(guò)分析屋面板的支座反力重點(diǎn)考察夾芯層材料的損耗因子、夾芯層厚度、上下面層金屬板厚度和下部主體結(jié)構(gòu)剛度對(duì)風(fēng)荷載脈動(dòng)特性的影響。分析表明，屋面板的有限剛度放大了

3、支座反力的幅值并將脈動(dòng)風(fēng)的能量向屋面板基頻區(qū)域聚集，而屋面板阻尼則可顯著減小支座反力幅值。相比于夾芯層厚度和上下面層金屬板厚度，夾芯層材料的損耗因子是影響屋面板的支座反力特性的決定性因素。主體結(jié)構(gòu)對(duì)屋面板的有限支承剛度也會(huì)放大支座反力的幅值并改變脈動(dòng)風(fēng)的頻譜特性。纖維夾芯屋面板的支座反力幅值隨主體結(jié)構(gòu)剛度的增大而減小，而聚氨酯夾芯屋面板的支座反力與主體結(jié)構(gòu)剛度間沒(méi)有明顯的規(guī)律。
　　(3)以30m跨度的交叉拱殼為對(duì)象，考察兩類(lèi)屋面

4、板的剛度和阻尼對(duì)整體結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響。分析表明，計(jì)算模型中是否包括屋面板對(duì)主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)的影響不可忽視且與主體結(jié)構(gòu)剛度密切相關(guān)，其中主體結(jié)構(gòu)剛度越小影響越大。屋面板的有限剛度會(huì)增大主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)，而屋面板的阻尼則起到減振效果。對(duì)于聚氨酯夾芯屋面板，結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)以屋面板剛度的影響為主，而屋面板的阻尼影響相對(duì)較小。對(duì)于纖維夾芯屋面板，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)剛度較?。ɑl較低）時(shí)，屋面板的剛度和阻尼對(duì)主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)均有較大影響;當(dāng)主體結(jié)構(gòu)剛