人行荷载下钢筋桁架叠合板振动舒适度分析

文章介绍了钢筋混凝土叠合楼板和人行荷载的一般特性;引入接触单元,利用有限元程序数值模拟计算钢筋混凝土叠合楼板的振动响应;分析了叠合面、现浇层厚度和钢筋桁架高度对叠合楼板自振频率的影响以及人行荷载下叠合楼板振动加速度及其舒适度,并与对应钢筋混凝土现浇板进行比较。计算结果表明,相同条件下,叠合楼板振动峰值加速度要比现浇楼板大,后浇混凝土叠合层厚度对楼板振动峰值加速度及舒适度影响明显,增加后浇叠合层厚度,有利于改善叠合楼板振动舒适度。     

木楼板和混凝土楼板振动舒适度的对比分析

为探讨木楼板和混凝土楼板的振动舒适度,对其进行了对比分析。通过有限元软件对楼板进行模态分析,得到其自振频率,并与理论值进行比较,两者极为接近。在此基础上,分析了木楼板和混凝土楼板在行走荷载作用下的振动响应。研究结果表明:同等条件下,木楼板的自振频率比混凝土楼板更大,从自振频率这一指标来看,木楼板的振动舒适度更好;但是木楼板在行走荷载作用下的峰值位移、速度以及加速度比混凝土楼板大得多,从振动响应这一指标来看,木楼板的振动舒适度则比混凝土楼板要差得多。在有限元分析的基础上,建议采用限制频率和限制楼板的振动响应的双重指标作为木楼板振动舒适度的评价标准,并可采用限制楼板的尺寸、优化结构体系以及使用组合楼板等方法来提高木楼板的振动舒适度。     

楼板人致振动中单人行走荷载加载方法对比

采用APDL参数化编程,实现单人行走荷载的4种加载方法,并利用ANSYS瞬态动力分析软件,进行楼板振动数值分析.将数值模拟得到的楼板加速度峰值和均方根值与文献中的实测结果进行对比,分析了4种方法的优劣及适用性.结果表明:单步落足荷载加载模拟人行走作用下楼板振动时,不考虑双脚的重叠时间段得到的楼板加速度响应偏小,且误差较大;其他3种方法得到的楼板振动加速度峰值相差不大;傅里叶连续行走荷载在固定点加载得到的加速度均方根值,不能用来表征楼板舒适度;单人随机行走荷载加载与实际情况更为符合,是分析楼板振动响应较为精确的方法.     

CLT楼板耐火极限计算中零强度层厚度取值研究

为研究正交胶合木(CLT)楼板耐火极限计算中的零强度层厚度取值,分别进行了三层、五层CLT楼板常温极限承载力试验和耐火极限试验,并基于国内外木结构设计规范,结合忽略横纹层层板的弹性模量、仅考虑其厚度对组合截面惯性矩贡献的简化计算方法与剩余截面法,得到了一种适用于CLT楼板高温下零强度层厚度取值的计算方法,分析了CLT楼板零强度层厚度随炭化深度的变化规律,比较了CLT楼板高温下抗弯承载力在文中零强度层厚度取值下的结果和欧洲规范EN1995-1-2中的结果.研究结果表明:文中计算方法下的计算值与试验值吻合较好.当CLT楼板的炭化层到达横、顺纹层胶缝处时,零强度层厚度变化连续;而当炭化深度到达顺、横纹层的胶缝处时,零强度层厚度发生急剧突变.本文计算方法得到的高温下CLT楼板抗弯承载力相较于欧洲规范EN1995-1-2更合理,对于工程中的CLT楼板抗火设计具有更好的参考价值.     

大跨度蜂窝形空腹夹层板楼盖动力特性分析

为研究新型大跨度钢筋混凝土蜂窝形空腹夹层板楼盖的动力特性,基于通用有限元软件ANSYS,采用子空间迭代法计算结构的基频和各阶振型,考察高跨比、空腹率、上肋和下肋宽度、密肋宽度与高度、表层板厚度、密柱截面边长和边梁宽度等参数对结构基频的影响。分析结果表明,空腹夹层板的振型特征与实心平板结构的振型相似,低阶振型主要表现为楼盖的竖向振动,但空腹夹层板质量轻,刚度分布均匀,受力合理。影响结构基频的主要因素为高跨比、空腹率和密柱截面边长以及上肋和下肋宽度;密肋尺寸、表层板厚度和边梁宽度对空腹夹层板的基频影响较小。为了满足对结构振动舒适度的要求,在工程设计时应将高跨比、空腹率和密柱截面边长作为主要指标进行控制。     

基于烦恼率模型的振动舒适度评价方法

阐述了振动舒适度的传统评价方法.采用人体对振动主观反应的模糊随机评价模型,建立了相应的模糊隶属度与概率分布形式,提出了基于烦恼率模型的振动舒适度评价方法.应用Matlab/Simulink软件建立了4自由度半车振动的仿真模型,得到了车身加速度在受到路面随机激励时的烦恼率模型.并且与传统的1/3倍频程分析对比法中的疲劳-效率降低界限进行比较,验证所提出的方法的正确性.基于烦恼率模型的振动舒适度评价方法,可以进一步对振动引起的不满人数进行定量评估.     

基于烦恼率模型的人致人行桥振动舒适度分析

为实现人致人行桥振动舒适度定量计算,首先,在同一坐标系中研究隶属度函数与人行桥加速度响应之间的函数关系,联系桥上行人心理连续体上的感受区间呈非等距特征,提出基于Stevens幂函数定律的改进隶属度函数,将改进隶属度函数与传统计算公式及实验结果进行比较;其次,综合考虑行人主观反应随机性、个体差异性及变异性,建立人致人行桥振动烦恼率模型,为舒适度定量计算提供理论依据;最后,在基于烦恼率模型的分析方法框架之下建立人行桥竖向及侧向振动舒适度分析方法,建议同时考虑竖向及侧向耦合振动舒适度评价方法,并采用一个实桥分析案例对上述分析流程的应用进行说明。研究结果表明:隶属度与加速度响应之间呈指数函数关系,即服从Stevens幂函数定律;当加速度响应小于人体承受极限时,可采用逐级增量法对行人心理物理量进行描述;改进隶属度函数值与传统隶属度值、实验值之间的最大误差均不超过1%;竖向及侧向振动烦恼率曲线的误差不超过0.04,且变异系数的影响不超过3%;综合考虑人体在不同振动环境下的敏感程度,建议容许烦恼率指标取为22%,具体评估工作中不可忽略人行桥振动响应对容许烦恼率指标的影响;烦恼率计算值与实测值之间的误差不超过3%;该类结果可为在役桥梁振动舒适度定量计算提供直接参考。     

人对振动主观反应的模糊随机评价模型

人对振动环境的主观反应有明显的模糊性和随机性，按照简单二值方式给出的烦恼阈限不能反映这个特点，从而导致了基于振动舒适度的可靠度计算结果的不确定性。本从心理物理学的角度对这些不确定性进行了分析，结合人对振动主观反应调查表的形式和有关实验数据，给出了相应的模糊隶属度和条件概率分布形式，从而建立了人对振动主观反应的模糊随机评价模型，同时给出了基于振动舒适度的失效概率的计算方法。     

地铁振动的传递及对建筑物的影响实测与分析

在上海市某软土场地对地铁隧道诱发的三向环境振动进行了监测,结合连续小波变换及1/3倍频程分频振级,对隧道内与自由场地的振动频谱特性及传递规律等进行了分析,同时对邻近建筑的室内舒适度作了评估.测试结论包括如下方面:1轨道扣件上的三向振动表现出明显的宽频和冲击振动特性,经隧道衬砌的第1层滤波效应后,传递至其中部的竖向和横向振动均相对平稳,且衰减效应明显.2传递至自由场地的三向振动,经土层的反射和折射效应后,呈现出与列车编组对应的冲击振动特性;其与衬砌上的频率成分基本相似,但振幅衰减效应不如衬砌,甚至会出现一定幅度放大.3经建筑墙体的第3层滤波效应后,竖向振动传递至楼板后其频率成分单一,对室内舒适度影响很大,其分频振级的峰值位于楼板的竖向自振频率处,是影响室内舒适度的决定性因素.4地铁引起的地面高频振动激发了建筑结构的水平向高阶振型,对部分楼层的舒适度具有潜在影响,应引起注意.上述测试结论有助于为地铁环境振动有针对性地设计相应减振及隔振措施提供参考.     

基于改进烦恼率模型的人行桥振动舒适度研究

针对现行人行桥设计规范舒适性评价结果过于保守的问题,首先,基于随机步行荷载模型,经过时程分析得到结构的峰值加速度及行人实感的最大响应分布,通过研究二者之间的相关关系,定义了振动响应折减系数,并建议采用行人实感最大响应作为人行桥舒适度指标;其次,建立了基于改进隶属度函数的烦恼率模型,给出了不同使用环境下的烦恼率曲线;最后,提出考虑行人实感和改进烦恼率模型的人行桥振动舒适度评价方法,以荆州市某人行天桥为例,进行振动舒适度评价。研究表明:峰值加速度与行人实感响应具有显著的相关性,根据振动响应折减系数可建立对应关系;烦恼率拟合曲线与计算结果曲线的最大误差不超过3%,且变异系数取值不同带来的的影响不超过1%;与峰值加速度相比,考虑行人实感的烦恼率计算值与实测值更接近;该类结果对人行桥振动舒适度定量计算具有参考借鉴意义。