鋼空腹樓蓋結(jié)構(gòu)舒適度分析范文

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《四川建材雜志》2014年第四期

1分析模型參數(shù)化

本算例采用的模型為30m×90m的鋼結(jié)構(gòu)空腹夾層板樓蓋(如圖5所示)，由于樓蓋跨度較大，梁截面選用變截面，截面尺寸按等效剛度原則進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換，等效后主要截面尺寸為H1000×300×10×20，相應(yīng)T型截面為T300×10×20，柱截面尺寸為H600×300×10×20，采用Q345鋼，彈性模量取2.06×105MPa，泊松比為0.3。按單層建模計(jì)算，層高取5.0m。建模采用大型有限元軟件SAP2000進(jìn)行計(jì)算分析，梁和柱均采用空間梁單元，表層薄板采用薄殼單元，約束施加在各柱端，阻尼比取0.02。鋼空腹夾層板樓蓋平面如圖5所示。本文采用的行走路線如圖6所示，其中路線1、2均平行于板邊，路線3為經(jīng)過板中心30m對角線。在本文的研究中，與時(shí)程激勵(lì)相關(guān)的一些參數(shù)取值如下:①單步落足激勵(lì)的步頻取人行步頻的平均值2Hz;②EbrahimpourandSack認(rèn)為人的體重服從均值為700N，標(biāo)準(zhǔn)差為145N的正態(tài)分布，本文取均值700N;③根據(jù)中國人18～55歲的平均身高及身高與步幅之間的關(guān)系，步幅Y為0.7m，為了計(jì)算方便，本文將步幅調(diào)整為1.0m;④連續(xù)行走激勵(lì)時(shí)長對線路1和線路2取15s，計(jì)算結(jié)果提取到20s，對線路3激勵(lì)時(shí)長取20s，計(jì)算結(jié)果提取到25s;⑤不同線路時(shí)，考慮表層混凝土板板厚均為80mm，跨高比均為30。

2樓蓋自振頻率分析

模態(tài)分析時(shí)，質(zhì)量源分別取1倍恒載和1倍恒載+0.5倍活載進(jìn)行計(jì)算。樓蓋前6階自振頻率見表1。從表1可以看出，質(zhì)量源為1倍恒載+0.5倍活載的各階頻率分別要比1倍恒載下的頻率略小。

3鋼空腹樓蓋加速度響應(yīng)

3.1不同行走線路時(shí)鋼空腹樓蓋加速度響應(yīng)計(jì)算表明，在本文所作的3條行走路線下，加速度響應(yīng)最大值位置均在低階振型中心點(diǎn)，最大值到達(dá)的時(shí)刻如表2所示，加速度時(shí)程曲線如圖7所示，峰值加速度曲線如圖8所示。

3.2不同板厚時(shí)鋼空腹樓蓋加速度響應(yīng)表層薄板厚度的變化范圍分別取60～100mm。加速度響應(yīng)時(shí)程曲線如圖9所示。加速度峰值變化曲線如圖10所示。從圖10可以看出，隨著表層板厚的增大，加速度響應(yīng)峰值減小。這是由于表層薄板厚度的增大導(dǎo)致表層板豎向剛度增大，使表層板與上下肋及剪力鍵共同工作的能力加強(qiáng)。

3.3不同跨高比時(shí)鋼空腹樓蓋加速度響應(yīng)不同跨高比時(shí)加速度時(shí)程曲線如圖11所示。

4結(jié)論

本文通過對鋼空腹夾層板進(jìn)行基于舒適度的參數(shù)化時(shí)程分析，可得到如下結(jié)論:

1)鋼空腹夾層板的跨高比和表層板厚對加速度響應(yīng)均有較顯著的影響;

2)隨著跨高比的增大，樓蓋結(jié)構(gòu)加速度峰值越來越大，且近似呈線性上升，加速度時(shí)程平均值水平逐漸增大;

3)隨著表層薄板厚度的增大，加速度峰值減小，近似呈線性變化，但平均值水平增大。

作者：金愛蘭單位：貴州大學(xué)土木工程學(xué)院