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.     

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.     

人行激励下钢筋混凝土密肋楼板体系的舒适度分析

以ANSYS数值建模为基础,用行走路线法对一18m跨钢筋混凝土密肋楼板进行了模态分析及瞬态分析。通过控制网格划分尺寸,根据步行荷载特点,分"单脚落地时段"和"双脚落地时段"模拟单人连续步行楼板的激励作用。通过分析楼板振动加速度峰值及其分布,给出了以楼板振动舒适度设计建议。     

钢筋桁架混凝土双向叠合楼板承载性能分析

目的验证预制装配式钢筋桁架混凝土叠合双向板的承载能力,为此类装配式混凝土双向叠合楼板在实际工程中的应用以及有限元分析提供参考.方法采用ABAQUS有限元软件,应用生死单元技术模拟其二次受力过程,对沈阳保障性住房惠民工程中的叠合双向楼板进行受力分析,将叠合楼板在不同约束、不同板厚比影响下的受力情况并与现浇楼板进行比较.结果叠合双向板的受力特征和现浇双向板类似;预制层所占厚度比例越小越有利于整体承载能力的提高,但不应小于预制层承担施工荷载时所需要的最小厚度;施工过程中的二次受力有利于叠合板整体承载能力的提高.结论钢筋桁架双向叠合楼板受力性能良好,且现场施工方便,值得在实际工程中推广应用.     

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。     

叠合楼板荷载传递方式研究

目的研究装配式混凝土结构叠合楼板在竖向荷载作用下荷载传递方式,为剪力墙、叠合梁竖向荷载计算提供参考.方法基于ABAQUS有限元模拟软件对不同预制板与现浇层厚度、不同长宽比的9组叠合楼板进行模拟,并与同厚度尺寸现浇板荷载传递系数对比,得到叠合楼板按现浇板方式传递荷载的误差率.结果与同厚度尺寸现浇板对比,平行拼缝方向传递的荷载大于理论值,垂直拼缝方向传递的荷载小于理论值,其误差小于3%.结论叠合楼板竖向荷载计算时,荷载传递方式可与现浇板相同.建议在装配式剪力墙结构设计中,与拼缝垂直的剪力墙轴压比限值应减小3%.     

不同人致激励下空腹夹层板楼盖振动舒适度研究

舒适度是大跨度楼盖中重要的控制指标。基于舒适度评价标准,对大跨度空腹夹层板楼盖进行了动力响应分析,研究了不同人行激励下空腹夹层板楼盖的舒适度性能。结果表明：空腹夹层板振型以竖向为主,在定点激励下,其峰值加速度随着激励频率的增大而增大;通过低阶振型中心的激励产生的加速度大于未通过低阶振型中心路线;有规律人体高强度运动荷载激励下,空腹夹层板峰值加速度较大,在工程设计中应该进行舒适度分析,加强楼盖的振动控制。     

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.     

人行索桁桥振动分析及舒适度评价

基于有限元程序Ansys,采用分块兰索斯法,分析了人行索桁桥的振动特性,采用国际标准化组织ISO 10137《结构设计基础—建筑物和人行道抗振的适用性标准》,考虑不同人行荷载形式,分析了单人荷载和人群荷载作用下人行索桁桥的侧向和竖向加速度.选取了考虑人行桥侧向与竖向耦合振动的综合评价方法,对人行索桁桥的竖向舒适度和侧向舒适度进行了综合分析.研究结果表明:在不同行人荷载作用下,人行索桁桥不会发生超越舒适度指标的振动;与其他普通悬索桥相比,由主索、桥面索和吊索组成的新型索桁桥,能够在满足使用要求、舒适度要求的同时,减轻了桥梁的质量,降低了经济成本.     

叠合楼板极限承载力研究

目的研究装配式混凝土结构中叠合楼板在竖向荷载作用下的极限承载力,为叠合楼板配筋设计提供参考.方法基于ABAQUS有限元分析软件对底部2块与3块预制板拼接,工程中常用预制厚度与现浇层厚度,以及长宽比1.0~1.5范围的30组叠合楼板在竖向荷载作用下进行数值计算分析,得到沿拼缝方向按单向板配筋且垂直拼缝方向固定构造配筋、竖向荷载作用下四边简支的叠合楼板极限承载力;并计算在楼板极限承载力不变的前提下,按照双向板进行计算,得出沿拼缝方向受力筋面积可减少的比率.结果沿拼缝方向按单向板配筋、垂直拼缝方向固定构造配筋的叠合楼板,如果拼缝方向作为长方向,当长宽比为1∶1.5时,其实际极限承载力比按照单向板计算值可提高17%;长宽比为1∶1时,承载力可提高39%,长宽比为1.5∶1时,承载力可提高98%.极限承载力相同时,按照双向板计算,当长宽比为1∶1.5时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少17%,可按照平行拼缝方向的单向板计算;当长宽比为1∶1.2时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少30%,;当长宽比为1∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少40%;当长宽比为1.2∶1时,预制板中沿拼缝方向配筋可减少60%;当长宽比为1.5∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋计算上可不配,叠合板相当于垂直拼缝方向受力为主的单向板.结论同尺寸、不同预制厚度与现浇层厚度的叠合楼板,现浇层厚度与预制板比值越大,承载力越大;底部2块预制板的叠合楼板与相同配筋的底部3块预制板的叠合楼板相比,承载力较低.叠合楼板应避免拼缝与楼板中线重合的布置,且当长宽比大于1.5∶1时,建议沿短边方向布置预制板.     

基于振动舒适度的建筑物楼板设计方法

振动舒适度问题是现代建筑结构中一个越来越值得被关注的问题.在考虑楼板安全性的基础上从人体舒适度的角度对楼板的设计方法进行了扩充.从影响楼板振动舒适度的若干因素如:楼板的厚度、长宽比、短边长度入手,以计权后的均方根加速度为评价指标,运用分析对比、数据拟合等方法,找出了满足振动舒适度要求的楼板的短边长度与楼板厚度的关系,并给出了简易计算公式.计算参数简便、计算结果与理论吻合程度高,可直接应用于工程设计实践中.     

爆破荷载下混凝土构件尺寸对其作用的影响规律

为确定混凝土构件尺寸和边界条件对其在爆破荷载作用下作用效应的影响规律,分析新浇混凝土在爆破动荷载作用下的安全阈值和设计室内外模拟试验方案.采用ANSYS/LS-DYNA软件,分析了上覆在岩体表面的混凝土构件在爆破荷载作用下的单元有效应力峰值和节点振动速度峰值在水平和竖直方向的变化规律,不同水平尺寸和厚度的混凝土构件对岩体中的节点振动速度峰值衰减规律的影响,水平尺寸和厚度对混凝土构件内同一区域内单元有效应力峰值影响规律.研究结果表明:混凝土构件对岩体节点振动速度峰值衰减规律有一定的影响,单元有效应力峰值随水平尺寸的增加先减小后增大,而后趋于稳定,随厚度的增加而增加,最后趋于缓和.对于研究爆破对新浇混凝土的损伤分析具有一定的借鉴作用.     

装配式混凝土叠合楼板施工临时支撑最优间距探讨

装配式钢筋混凝土房屋的楼板普遍采用叠合楼板。由于叠合楼板施工采用二次浇注工艺,而浇筑的混凝土层凝结硬化需要一定时间,期间混凝土叠合层以荷载形式作用在预制板上,为保证其结构稳定性,需在预制板下搭设临时支撑。目前对叠合楼板搭设临时支撑的间距没有具体规定,在施工中其常用的搭设间距为1 m。为优化施工方案,欲增大临时支撑搭设间距,但这会对叠合楼板结构性能产生影响。本文结合某具体工程,对3组搭设不同间距的临时支撑预制板构件进行试验,并通过理论计算,分析临时支撑对叠合楼板结构性能的影响,得出了常用叠合楼板施工临时支撑最优间距的计算公式。     

现浇钢筋混凝土楼板裂缝的分析与处理

对出现裂缝的某六层砖混结构办公楼的现浇楼板。采用在现浇楼板上加一层钢筋混凝土叠合层的处理方法。并按二次受力特点，对板进行了验算．通过近两年的观察，实际处理效果良好，该方法对同类裂缝的处理有一定的参考价值．     

基于随机振动理论的桥梁舒适度研究

目的为了更全面地评价桥梁结构人致振动的舒适度,完善人行桥振动评价指标.方法以随机振动理论为基础,通过某人行斜拉桥的现场检测和随机振动分析,提出采用人行桥结构振动响应最大部位的加速度均方根值作为舒适度评价指标,对比现行加速度峰值评价指标和笔者提出的加速度均方根值评价指标的异同.结果当采用结构响应最大处的加速度值评价舒适度时,随机振动理论分析值和现场实测值差异不大.通过安装TMD阻尼器前后对比减振效果,对于加速度峰值,最小减振率为15.69%,最大减振率为41.78%,平均减振率为28.39%;对于加速度均方根值,平均减振率为22.37%,与峰值加速度数据结果相近.结论与加速度峰值评价指标相比,采用加速度均方根值作为舒适度评价指标是基于随机振动理论,考虑了振动响应的整个时间历程,更加全面合理.     

局部后张预应力装配式混凝土框架梁柱节点抗震试验研究

为进一步提高装配式混凝土框架的现场装配效率,提出了一种新型干湿混合式局部后张预应力装配式混凝土框架节点.在施工阶段,采用梁端局部后张预应力的干式连接形成无楼板的可承力框架结构,从而实现逐跨和立体交叉装配施工.在使用阶段,通过预制梁和预制板顶部后浇混凝土面层的湿式连接,形成干湿混合式连接的有楼板装配整体式框架结构.开展了4个预制和1个现浇足尺试件的低周反复荷载试验,对新型节点及可能影响节点性能的相关构造包括弧形预应力筋类型、预应力筋和叠合层纵筋的黏结方式、叠合层纵筋预留孔道内灌浆料类型进行了研究分析.试验结果表明:新型节点为梁端塑性铰破坏,满足强柱弱梁的设计原则;试验强度与理论值相符,具有较好的安全储备;与现浇节点相比,其极限变形能力较强,延性相当,因钢筋滑移的影响耗能较弱.     

不同设计参数下体育馆大跨度预应力次梁楼盖竖向振动分析

针对大跨度楼盖的竖向振动问题,以某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖为研究背景,改变次梁高度、板厚和平梁底板厚度等结构布置,考虑可能出现的3种荷载工况,采用ANSYS模拟计算各方案楼盖的自振频率及各工况下楼盖的竖向振动加速度,对比分析表明:在工程中,增加楼板厚度对楼盖振动特性以及振动加速度改善效果较小甚至起不利作用;次梁高度增大20%(1 000～1 200mm)、25%(1 200～1 500mm),楼盖基频增大10.4%、12.5%,非类共振时各工况均方根加速度下降率为20.34%～36.14%;增设50 mm厚平梁底板后,楼盖基频较无底板时增大17.6%,非类共振时各工况均方根加速度降幅最大为60.67%;改变平梁底板厚度对楼盖自振频率及振动加速度影响甚微;综合各工况以增设平梁底板改善楼盖振动舒适度效果最佳。     

带连接板的空心板整浇楼面耐火性能分析

为分析带连接板的空心板整浇楼面试件的耐火性能,通过有限元分析方法,建立恒载升温下的空心板整浇楼面试件的数值分析模型,并与试验结果进行对比和验证.基于验证后的有限元模型,分析荷载水平、空心几何尺寸、现浇楼板钢筋网屈服强度和空心板端可压缩层厚度对空心板整浇楼面耐火性能的影响.结果表明:试件的破坏形态、温度场分布、板面挠度变化的模拟结果与试验结果吻合较好;邻近连接板的空心板肋部发生连贯破坏;通过生死单元法能较好地还原破坏现象对后续温度及变形发展趋势的影响;连接板构造是空心板整浇楼面隔热较弱部分,不利于整体结构防火;随着荷载水平的提高,试件的耐火极限显著降低,试件连接板与空心板交界处及现浇板的中心区域发生破坏;空心尺寸改变、钢筋网强度减少、可压缩层厚度增加均会使空心板整浇楼面的耐火性能出现不同程度的下降.     

拼装式混凝土双向叠合楼板承载性能试验研究

针对目前叠合双向板预制层构件尺寸过大时吊装及运输过程较困难的问题,提出一种新型拼装式混凝土双向叠合楼板.为研究此拼装式叠合板的承载性能,首先对其进行弹性范围内的均布堆载试验,然后再对此板和一单向叠合板进行集中荷载下的破坏性对比试验.主要分析内容为挠度、钢筋应变、混凝土应变随荷载变化的规律及裂缝开展情况.均布荷载试验表明,此拼装式叠合板具有较高的承载能力;集中荷载破坏性对比试验结果表明,此拼装式钢筋混凝土叠合板具有明显的双向受力性能优势.说明此类拼装式叠合板具有良好的承载性能,又方便吊装运输,是一种值得推广的新型楼板.     

结构整体效应对RC框架结构屈服机制的影响（一）：数值分析

建立3个钢筋混凝土空间框架模型分别代表实际的带楼板空间框架结构、设计采用的纯杆计算模型和考虑部分板筋参与作用的设想计算模型,采用ABAQUS进行仿真模拟,通过考察各模型在侧向荷载下的屈服机制、塑性铰开展情况、梁柱钢筋应力对比和板筋应力情况,研究现浇楼板和结构整体效应对框架梁端抗弯能力产生的影响。研究表明,现浇楼板的存在使得实际带楼板框架结构与设计采用的纯杆空框架模型屈服机制不一致;梁端抗弯能力发生超强的原因不仅在于现浇楼板板筋的参与作用,还在于整浇后的结构整体作用;采用有效翼缘宽度考虑板筋作用时,取为6倍板厚不能全面概括实际框架的受力情况,应考虑结构整体效应、侧移等因素的影响。