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-混凝土组合楼盖振动舒适度有限元分析

应用ABAQUS有限元软件对木-混凝土组合楼盖的振动舒适度进行了分析,并探讨了混凝土翼板的跨厚比和长宽比、木梁跨高比以及连接件对组合楼盖振动舒适度的影响。结果表明:木-混凝土组合楼盖的振动舒适度随混凝土翼板跨厚比的减小和木梁跨高比的减小而提高;有效的连接是保证木-混凝土组合楼盖协同工作的关键,采用了有效连接的木-混凝土组合楼盖的振动舒适度要比没有采用连接件的好得多,螺钉连接件的间距减小,同样有助于提高组合楼盖的振动舒适度;减小混凝土翼板的长宽比时,从自振频率这一指标来看,木-混凝土组合楼盖的振动舒适度在降低,但是从峰值加速度这一指标来看,其振动舒适度则在提高。在有限元分析的基础上,建议采用自振频率和峰值加速度的双控指标作为木-混凝土组合楼盖振动舒适度的评价标准,并可通过保证混凝土翼板与木梁之间有效的连接以及减小混凝土翼板的跨厚比或木梁的跨高比等方法来提高组合楼盖的振动舒适度。     

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.     

某体育中心大跨度楼板振动舒适度分析

某体育中心采用框架剪力墙结构,其四层楼板为压型钢板-混凝土组合形式,最大跨度达39米.在人行或有节奏的运动荷载作用下,大跨度楼板容易出现舒适度问题.本文通过SAP2000建立楼板的局部模型,采用加速度作为评价指标,对楼板在人行或有节奏的运动荷载作用下的舒适度问题进行分析.     

房屋悬挑结构振动响应舒适性分析

人行等荷载作用引起的振动舒适度是悬挑结构正常使用极限状态设计的重要内容,悬挑结构在荷载作用下有可能产生较大的动力响应,可能会引起人体的不舒适感.以某大学综合楼伸缩缝两侧悬挑梁板在荷载作用下会产生明显的竖向位移为例,对其进行了外观尺寸检查、静载和动载试验,测出了它的自振频率和位移幅值,并进行了相应的舒适度评价,为房屋悬挑结构振动舒适性评估提供了试验依据.     

蜂窝形钢空腹夹层板楼盖振动舒适度分析

为了研究新型蜂窝形钢空腹夹层板楼盖的竖向振动舒适度,以自振频率和加速度为双控指标,采用子空间迭代法计算结构基频和各阶振型;然后,采用行走路线法对结构进行时程分析,计算结构在人行荷载作用下的加速度响应.考虑跨高比,上覆混凝土板厚度和上、下肋刚度对结构基频和加速度响应的影响,对结构进行参数化分析.结果表明:蜂窝形钢空腹夹层板基频随着跨高比、上覆混凝土板厚度的增大而减小,随着上、下肋刚度的增大而增大;峰值加速度随着跨高比的增大而增大,随着上覆混凝土板厚度及上、下肋刚度的增大而减小.     

人群集度荷载模型及人致振动模拟分析

针对大跨度楼板的人致振动问题,选取北京南站二层候车厅大跨度楼板作为研究对象.基于理想数学模型条件设定假设和等效荷载模型,改进并完善了2种适用于大跨度楼盖的人群荷载模型:人体步态参数服从概率分布的随机概率分布人群荷载模型,以及与交通学和生物学研究成果紧密结合的具有预测性的人群集度荷载模型.通过对比分析北京南站候车厅大跨度楼板在3种人群荷载模型作用下的结构振动响应情况,确定各荷载模型的适用范围并分析各自优缺点.结果表明:人群集度荷载模型对结构在人群荷载作用下加速度响应具有预测性,适用工况范围广.与传统的等效荷载模型相比,采用随机概率分布荷载模型作为结构激励荷载适合用来模拟人群自由行走工况.运用等效荷载模型及人群集度荷载模型模拟人群排队进站荷载工况得到的分析响应结果较为合理.     

道路交通振动对开封金耀门城墙的影响

为研究道路交通振动对开封金耀门城墙的影响，进行实地监测，建立地基-道路-金耀门城墙三维有限元模型，分析典型车辆随机荷载下的交通振动响应规律，提出保护措施建议.结果表明：城墙自振频率为1.715 Hz,自振周期为0.643 s,道路南北向振动响应在晚高峰时间段最大，城墙的振动响应、加速度幅值和峰值对应频率均与车辆轴重呈正相关，城墙振动的影响因素有车辆类型、车速、行驶方向、交通工况和10～15 Hz的低频振动.在17:00～19:00时段加强交通管控，限制车速在40 km/h以内，增大车头间距5～10 m,禁止大货车通行，能降低交通振动对城墙的影响.     

界面滑移、竖向掀起及剪切变形对钢-混凝土组合连续梁动力性能的影响

利用力的平衡原理及变形协调条件,在Euler梁和Timoshenko梁理论基础上,分别建立3种钢-混凝土组合梁动力学模型,通过推导相应动力学方程,编制计算分析程序,计算组合梁模型的弯曲振动频率、振型以及在各种动力荷载工况下的动力响应,并与ANSYS模拟结果进行比较分析,验证各种计算模型的合理性,讨论界面滑移、竖向掀起及剪切变形对组合连续梁振动特性和动力响应的影响程度.研究结果表明:考虑界面滑移和剪切变形影响时,组合梁自振频率明显降低,动力响应显著增大,而是否考虑竖向掀起对组合梁自振频率和动力响应均无明显影响;综合考虑3种因素影响的组合连续梁模型所得结果与ANSYS分析结果最符合,并能较好地模拟钢-混凝土组合连续梁的动力性能.     

多工况激励下大跨度钢结构高铁站房振动响应的现场实测研究

基于太原南站钢结构站房健康监测系统,对站房结构在列车进站、出站、过站工况,人群检票进站工况以及施工荷载工况下钢结构站房的实测加速度响应数据进行分析,考察不同测试工况下钢结构站房的振动响应特性。结果表明:结构竖向加速度响应频率与列车加载频率呈倍频关系,站房在列车过站工况激励下的响应明显大于列车进站、出站工况,且均不会引起结构的显著振动;人群步频的1倍频与2倍频易激起结构竖向振动,但受步速限制,其等效峰值加速度(ESPA)最大值未超过规范限值;施工荷载激励频率在10 Hz以上,易激起X形钢柱竖向振动;等效峰值加速度曲线能较好反映加速度响应幅值的变化趋势,可用来评估大跨度站房结构的舒适度水平。     

人行激励下大跨度钢结构连廊舒适度分析

针对大跨度钢结构连廊的特点,采用有限元和自编程序相结合的方法,模拟不同工况,单人、多人有序和随机人群荷载模式,计算该结构的自振特性和动力加速度响应,并进行了不同工况下结构舒适度评价。结果表明,人行荷载频率的影响最大,其次是荷载类型、人群同步概率及人群的集度。     

基于振动测试的博物馆储藏柜动力特性分析与数值模拟

地震作用下,储藏柜的加速度、速度响应及后续的防震研究均与其动力特性相关.为了得到博物馆储藏柜在不同工况下的动力特性,利用振动信号采集系统进行环境振动测试,并通过模态识别理论进行识别,分析层数、荷载参数对储藏柜动力特性的影响.建立不同层数的储藏柜有限元模型,并基于优化理论和实测结果对模型进行修正.结果表明:6层储藏柜初始状态的前两阶自振频率为13.70Hz,17.90Hz;拆解过程使储藏柜的连接变弱,自振频率降低8.8%;随着层数的增加前两阶自振频率基本呈先增加后减小的趋势.随着荷载的增加,自振频率基本呈增加的趋势,基频最大增幅在7%左右;储藏柜动力特性的变化是连接刚度与荷载大小的综合体现;修正后各个模型的动力特性与实测动力特性有较好的一致性.     

基于特征值法的矩形薄板的动力稳定性试验研究

对边周期荷载作用下的矩形薄板,当外荷载的激振频率与板的自振频率满足特定的条件时,板发生参数共振失去稳定,其振动幅值迅速增加并在临界频率处产生跳跃式的下降。本文通过设定不同幅值的激振力进行扫频试验,根据参数共振的特点,提出运用时域分析法计算得到了板动力失稳的上下临界频率,验证了特征值法在求解理论不稳定域和非线性响应的正确性。试验结果表明当外荷载的作用频率是板自振频率的两倍时,板发生参数共振失去稳定；板在动力失稳的过程中经历了三个阶段,由稳定的暂态振动过渡至失稳的参数共振最后恢复至稳定的暂态振动；此外,非线性响应结果表明几何非线性限制了板动力失稳时振动幅值无限增长的趋势,并牵引其向大频率方向振动。     

水平冲击荷载作用下高大满堂支撑架动力性能研究

针对高大满堂支撑架在混凝土浇筑期受到水平动荷载作用而产生的结构振动甚至失稳现象进行研究.通过原型试验,研究了在不同混凝土浇筑阶段,顶部受到水平冲击荷载作用下的满堂支撑架的动力性能.考虑在上部结构施工过程中,可能导致的扣件松脱、滑移、断裂甚至失效的情况,研究了不同工况下满堂支撑架的受力性能变化规律.借助有限元仿真分析研究了冲击荷载作用下满堂支撑架的动力反应现象.结果表明,混凝土浇筑过程中,混凝土浇筑量的增加以及剪刀撑的失效将会使得满堂支撑架的自振频率降低,容易引发架体倒塌.当部分立杆节点发生失效时,冲击荷载作用对立杆轴力影响显著增加.     

钢—混凝土组合梁动力特性试验研究

为了研究钢—混凝土组合梁基本动力特性及强迫振动下的动力响应,以剪力连接度为参数,设计了3片钢—混凝土组合箱梁,分别进行了自振特性试验和不同静载分量、加载幅值及频率的简谐荷载下的动力响应试验,得到了试验梁自振频率和振型、跨中动挠度、跨中加速度以及结合面滑移随剪力连接度的变化规律。试验结果表明:组合梁一阶竖弯和一阶扭转振动频率、结合面的滑移均值和幅值、跨中加速度以及跨中动挠度均随剪力连接度的降低而增大,说明组合梁抗弯和抗扭刚度均与剪力连接度直接相关;组合梁跨中动挠度和结合面滑移均值主要受静态荷载分量影响,滑移幅值主要受加载幅值影响,而跨中加速度则受荷载频率和荷载幅值的影响较大。     

粘钢补强板的弯曲、屈曲与振动

基于 Reissner- Mindlin一阶剪切变形板理论 ,讨论了四边简支粘钢补强混凝土板的弯曲、屈曲和振动问题 .采用 Navier解和 Rayleigh- Ritz法导出弯曲分析中的挠度、弯矩和剪力以及屈曲和振动问题中的屈曲荷载和自振频率 .数值计算结果表明 ,混凝土板补强后挠度明显减小 ,屈曲荷载和自振频率 ,以及补强域内的弯应力显著增大     

移动荷载作用下框架节点域内动力响应分析

利用大型非线性有限元软件ANSYS建立节点实体有限元模型,分析了钢骨混凝土梁．钢管混凝土柱加强环节点在移动荷载作用下的受力机理和动力响应,研究了配骨指标和混凝土强度对节点动力响应的影响,得出节点区在移动荷载作用下的变形图和应力分布图以及位移一时间曲线,速度一时间曲线,从而为节点设计提供依据。     

步行荷载激励下大跨度楼盖加速度反应谱分析

首先介绍了运用数值分析方法研究加速度反应谱的基本思路,并指出该方法的不足;然后针对加速度是楼盖人致振动控制和舒适度评价的重要指标,采用APDL建立大跨度楼盖在标准行人激励下的有限元计算模型,对不同自振频率的楼盖模型进行动力时程分析,得到楼盖的最大加速度反应谱曲线;最后分析了测点位置、阻尼、跨度及行人数量对楼盖加速度的影响,与部分学者推荐的研究结果进行比较分析.结果表明:有限元分析方法可以消除数值分析时用挠曲函数代替横向位移反应产生的误差;该方法解决了用第1振型加速度响应代替结构的加速度响应,导致预测的结构振动响应结果偏小的问题.     

裙房—主楼结构体系动力特性及地震反应研究

利用ANSYS有限元分析软件对裙房—主楼结构进行EI Centro地震波作用下的抗震性能分析,采用子空间迭代法提取18阶模态,并分析了楼板厚度和剪力墙厚度变化对裙房—主楼结构动力特性的影响。结果表明:通过模态分析,裙房—主楼结构的振型主要是以水平振动和扭转变形为主;但随着楼板厚度的增加,结构自振频率减小;随着剪力墙厚度的增加,结构自振频率增加;通过瞬时分析,整个裙房—主楼框剪结构的顶部位移均随着地震激励的增大逐渐增大。     

粘钢补强板的弯曲,屈面与振动

基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ－Ｍｉｎｄｉｎ一阶剪切变形板理论,讨论了四边简支粘钢补强混凝土板的弯曲、屈曲和振动问题。采用Ｎａｖｉｅｒ解和Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法导出弯曲分析中的挠度、弯矩和剪力以及屈曲和振动问题中的屈曲荷载和自振频率,数值计算结果表明,混凝土板补强后挠度明显减小,屈曲荷载和自振频率,以及补强域内的弯应力显著增大。