考慮樓蓋振動(dòng)舒適度的體育館大跨度預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化.pdf

1、隨著建筑功能要求的多樣性，大跨大空間建筑結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入到日常生活中。但是這類結(jié)構(gòu)具有跨度大、質(zhì)量輕和結(jié)構(gòu)偏柔的特點(diǎn)，容易在人致荷載的作用下產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的豎向振動(dòng)，引起使用者不適，出現(xiàn)振動(dòng)舒適度問題。大跨預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋布置形式獨(dú)特，結(jié)構(gòu)高度小于一般的預(yù)應(yīng)力主梁樓蓋體系，可以很好的解決大跨大空間的建筑功能要求。但是它平面外剛度偏小，對(duì)豎向振動(dòng)比較敏感?？紤]到對(duì)既有建筑進(jìn)行振動(dòng)舒適度性能加固的代價(jià)較大，本文著眼于將舒適度控制提前到設(shè)計(jì)階段，通過

2、調(diào)整樓蓋的結(jié)構(gòu)布置，改變次梁高度、混凝土板厚、增設(shè)平梁底板以及次梁間距等4種因素，得到考慮舒適度控制指標(biāo)的優(yōu)化思路。主要研究成果如下：
　　①在有限元分析軟件ANSYS中，采用實(shí)體建模，考慮前六階模態(tài)的模態(tài)疊加法，模擬分析所得的結(jié)構(gòu)基頻與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差為-5.5％，峰值加速度與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差為8.5%，與實(shí)測(cè)值吻合良好。
　?、诓捎蒙鲜鰧?shí)測(cè)驗(yàn)證的模擬分析方法，進(jìn)行了57個(gè)不同樓蓋實(shí)體模型的模態(tài)分析和瞬態(tài)響應(yīng)分析，得到以下

3、主要結(jié)論：
　　1)經(jīng)模態(tài)分析得到各模型的前六階頻率值和振型圖。其中，低階振型主要以豎向振動(dòng)為主，高階振型可能出現(xiàn)水平振動(dòng)。
　　2)增加次梁高度或在大跨區(qū)域增設(shè)平梁底板，大跨預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋結(jié)構(gòu)的基頻都會(huì)有顯著增加，其中又以增設(shè)平梁底板的效果更為顯著。改變次梁間距基本不影響結(jié)構(gòu)基頻值。增大梁頂混凝土板的厚度，結(jié)構(gòu)基頻可能稍有降低。
　　3)利用修正半正弦平方荷載模型，進(jìn)行大跨預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋在跳躍荷載下的瞬態(tài)響應(yīng)分析，其

4、結(jié)果表明，當(dāng)跳躍荷載的頻率與樓蓋結(jié)構(gòu)的基頻之間存在分頻關(guān)系時(shí)，樓蓋可能出現(xiàn)最大峰值加速度和位移峰值響應(yīng)。
　　4)對(duì)比不同樓蓋布置方案在跳躍荷載下的最大峰值加速度和位移峰值響應(yīng)，其結(jié)果表明，增加次梁高度或在大跨區(qū)域增設(shè)平梁底板，峰值加速度都會(huì)有明顯降低，其中又以增設(shè)平梁底板效果更為顯著；增大梁頂混凝土板的厚度，峰值加速度也有所降低。
　　③增加次梁高度或增設(shè)平梁底板都可以有效解決大跨預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋的豎向振動(dòng)問題。增設(shè)平梁底板