板缝连接对全装配RC楼盖竖向振动特性的影响研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)中板缝连接对楼盖振动特性的影响,进行了2个DCPCD试件和1个现浇楼盖试件在四边简支条件下的对比试验。采用锤击法对3个试件进行模态试验,研究板缝连接件对DCPCD的模态振型、阻尼比和自振频率等模态参数的影响,并施加多种人行荷载激励,研究板缝连接件对DCPCD振动响应的影响。结果表明：板缝连接件可有效提高DCPCD的整体性,降低结构阻尼比,增大自振频率,大幅降低振动加速度;对基于正交双向异性板振动理论得出的DCPCD自振频率和峰值加速度的理论方法进行计算对比,与试验值吻合良好;分析了不同边界支承条件对DCPCD舒适度的影响,可通过改变边界支承条件使DCPCD满足舒适度要求;基于舒适度和经济性的考虑,建议横纵向刚度比取值在0.3～0.75之间。     

分布式连接全装配RC楼盖动力特性分析

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)的动力特性,进行了 4个足尺DCPCD试件和一个整浇板试件在两端简支条件下的锤击法试验和数值模拟分析,研究了 DCPCD的板缝构造、连接件锚固方式、边界约束条件和自重等对楼盖竖向动力特性的影响.试验结果表明:与整浇板相比DCPCD横板向刚度较小,自振频率较低,板缝构造是影响楼盖刚度和振动特性的主要因素;连接件数量越多,楼盖的刚度和自振频率越高;板缝数量越多,楼盖的刚度和自振频率越低.所提出的有限元模拟方法可以准确模拟DCPCD的动力特性;连接件锚固强度越高,楼盖的刚度和自振频率越高;两端嵌固约束下的楼盖基频比两端简支约束下提高了 70％;随着楼盖自重的增加,自振频率显著降低.研究结果可为四边约束下楼盖的竖向振动特性与人致激励响应研究提供参考和依据.     

意杨旋切板胶合木正交肋梁箱型楼盖振动特性试验研究

为研究意杨旋切板胶合木(laminated veneer lumber, LVL)正交肋梁箱型楼盖竖向动力特性和人致激励响应规律，对6个足尺箱型楼盖进行了模态测试和人致振动试验。基于振动响应(峰值加速度和加速度振级)结果，分析了箱型楼盖的构造形式和人致荷载工况对楼盖振动响应的影响。结果表明：刨花板(oriented strand board, OSB)厚度、肋梁高度和短肋梁间距分别为18.3、285 mm和600 mm的箱型楼盖具有最大的第一阶自振频率和阻尼比，呈现最优动力特性；箱型楼盖的峰值加速度随着OSB覆面板数量和肋梁高度的增加而减小，随着OSB覆面板厚度和短肋梁间距的增大而增大；随着步频和行走人数的增加，楼盖的峰值加速度逐渐增大；当步频相同时，箱型楼盖在单人跳跃下的峰值加速度比原地踏步或连续行走时的大。提出了箱型楼盖一阶自振频率和在单人行走或跳跃下峰值加速度的计算方法，计算值与试验值吻合良好。     

人致激励下钢筋桁架叠合板振动舒适度评价

为了研究钢筋桁架叠合板的振动舒适度,对某高层住宅楼钢筋桁架叠合楼板进行了竖向振动响应试验和有限元分析。实测钢筋桁架叠合板在单人行走、三人行走、单人慢跑和三人慢跑这四个人致激励作用下的竖向振动响应,分析得到叠合板自振频率和人致激励下的峰值加速度。在验证有限元模拟结果准确性的基础上,分析叠合板边界条件对其自振频率的影响,并对比分析叠合板与现浇板的自振频率差异。结果表明：叠合板的自振频率和人致激励下的峰值加速度满足规范舒适度限值的要求;相同条件下,叠合板的自振频率在四边铰支边界条件下最大,在两短边铰支条件下最小;叠合板和现浇板的自振频率误差小于14%,两者舒适度差别不大。     

新型预制装配式楼盖人行荷载下舒适度试验研究

选取自振频率与峰值加速度双控标准,对新型楼盖进行人行荷载下的舒适度试验,分析了各行连接件、步频、人群规模、行走路线、人行荷载布置方式等因素对楼盖竖向振动的影响,结果表明:跨中连接件对楼盖振动的影响大于其他位置的连接件;步频及人群规模越大,振动响应越大;最不利的行走路线是沿横板向行走并通过低阶振型中心;最不利的布载方式是常规板双侧布置人群荷载。5种因素对楼盖的影响程度由大到小依次为:各行连接件、步频、人行荷载布置方式、行走路线、人群规模。选取最不利情况对楼盖进行了舒适度分析,结果表明该楼盖满足舒适度要求。     

宜兴某学校屋顶操场楼盖振动舒适度分析

宜兴某学校屋顶操场楼盖为钢筋混凝土—大跨度型钢混凝土楼盖,局部跨度较大,易产生振动舒适度问题。建立了楼盖结构有限元模型,进行模态分析,得到了楼盖竖向振动自振频率和模态;考虑行走、跑步、广播体操动力荷载,进行时程分析,得到了楼盖竖向振动加速度响应和峰值加速度;选定评价标准,对楼盖振动舒适度进行了评价。分析结果表明,此楼盖结构能满足振动舒适度要求。     

中车科技文化展示中心钢管桁架组合楼盖舒适度研究

以中车科技文化展示中心为工程背景,对大跨度钢管桁架组合楼盖开展了人致振动舒适度研究。采用SAP 2000对楼盖进行模态分析和各种不利工况作用下的动力响应分析,重点研究行走、跑步、跳跃、起立等激励下楼盖的动力时程响应,得到相应的竖向振动峰值加速度,并与选取的舒适度评价标准对比。研究表明:该楼盖结构的人致振动舒适度满足设计要求;在跳跃、跑步等有节奏运动激励下,楼盖的振动响应较大;激励荷载的高阶谐波分量能引起楼盖的共振;分析人致振动舒适度应考虑建筑功能划分。     

胶合木-混凝土组合楼盖人行荷载激励下振动舒适度研究

为研究胶合木-混凝土组合楼盖在人行荷载激励作用下的振动舒适度,对胶合木-混凝土组合楼盖进行了动力特性试验,测得其基本自振频率和阻尼比等相关动力特征值,并对该楼盖施加了多种人行激励工况,分析了步频、行走路径、行人数量、行走荷载布置方式、行走方式等因素对胶合木-混凝土组合楼盖振动性能的影响。结果表明:随着步频的增大和行走人数的增加,组合楼盖的峰值加速度逐渐增大;多人保持一致行走状态下组合楼盖的峰值加速度较随意行走的大;当步频相同时,原地踏步时的组合楼盖峰值加速度较连续行走的大。在试验研究的基础上,提出了胶合木-混凝土组合楼盖基本自振频率以及单人行走下峰值加速度的计算方法。最后结合国内外相关规范,建议采用自振频率和峰值加速度的双重指标来评价胶合木-混凝土组合楼盖振动舒适度,即楼盖的自振频率不小于15 Hz,峰值加速度不大于0.15 m/s~2。     

装配整体式正交正放H型钢空间钢网格楼盖在人致荷载下的振动研究与参数化分析

介绍了一种新型空间楼盖结构,该楼盖的上、下层为H型钢肋,中间由方形钢管剪力键连接.以某实际工程为例,通过数值模拟方法,在行走、跳跃、起立3种具有代表性的人致荷载激励下,验算了楼盖的结构动力时程响应,计算每种工况的峰值加速度,并与舒适度评价标准限值进行对比.通过参数化分析方法,对楼盖进行了模态分析和动力时程分析,将各参数变化对自振频率和竖向振动的影响进行了分析.分析表明楼盖的自振特性类似于实心平板,低阶振型主要表现为竖向振动,结构具有良好的抗振性能,可以满足正常使用条件下的舒适度要求.     

胶合木-混凝土组合楼盖人行荷载激励下振动舒适度研究

为研究胶合木-混凝土组合楼盖在人行荷载激励作用下的振动舒适度,对胶合木-混凝土组合楼盖进行了动力特性试验,测得其基本自振频率和阻尼比等相关动力特征值,并对该楼盖施加了多种人行激励工况,分析了步频、行走路径、行人数量、行走荷载布置方式、行走方式等因素对胶合木-混凝土组合楼盖振动性能的影响。结果表明：随着步频的增大和行走人数的增加,组合楼盖的峰值加速度逐渐增大;多人保持一致行走状态下组合楼盖的峰值加速度较随意行走的大;当步频相同时,原地踏步时的组合楼盖峰值加速度较连续行走的大。在试验研究的基础上,提出了胶合木-混凝土组合楼盖基本自振频率以及单人行走下峰值加速度的计算方法。最后结合国内外相关规范,建议采用自振频率和峰值加速度的双重指标来评价胶合木-混凝土组合楼盖振动舒适度,即楼盖的自振频率不小于15Hz,峰值加速度不大于0.15m/s²。     

Experimental study on fundamental frequency and human-induced vibration characteristics of light steel foam concrete composite floor

In order to study the dynamic characteristics and human-induced vibration response of light steel foamed concrete composite floor (LCSF), the vibration characteristics of 4.2 m × 5 m LCSF model were tested under the condition of opposite side support, and the natural vibration frequency of LCSF was obtained. The orthogonal anisotropic elastic plate and the simulated beam element were used, respectively, to compute the natural vibration frequency of the LCSF, and the estimated findings were compared with those obtained from measurements. The discrepancy between the calculated results and the measured results of the approximate beam element using the natural vibration frequency calculation technique is around 13%, but the error for the plate element using the calculated results and the tested results is about 23%. To examine the floor's vibration response under the factors of step frequency, walking path, pedestrian density, and load distribution, the LCSF underwent a human-induced vibration test. The test results show that the fundamental frequency of the LCSF specimen is about 11 Hz, which can meet the requirements of the specification. However, the vibration response of the LCSF specimen under different conditions of pedestrian load is significantly different. With the acceleration of step frequency and the increase and concentration of load, the floor's vibration response becomes more visible. In the route test, it is established that LCSF has the attribute of a unidirectional plate. The natural vibration frequency of similar floor slab can be calculated by the method of simulating the natural vibration frequency of beam element. The findings can serve as a guide for LCSF research and implementation.     

行走激励下大跨度空腹夹层板结构振动舒适度分析

随着大跨结构的发展,舒适度已成为评价楼盖结构性能的重要指标。针对大跨度空腹夹层板楼盖,考虑行走路线和步行频率影响进行了振动响应计算。分析表明,空腹夹层板的自振特性类似于实心平板,低阶振型主要表现为竖向振动;采用行走路线法评价楼盖舒适度时,应根据实际情况采用较长的路线并使其通过低阶振型中心;定点激励法计算的峰值加速度要低于通过低阶振型中心行走路线的计算结果,据此评价楼盖舒适度是有局限性的;楼盖上不同感受点的加速度响应峰值是不同的,较大的加速度响应峰值只出现在低阶振型中心周围。     

大跨胶合木拱桥人致振动及其优化控制

现代胶合木结构人行桥因轻质高强材料的使用而变得轻柔和低阻尼化，无论采取何种结构形式其基频均难以避开步行频率范围，桥梁将产生共振。为研究木结构人行桥的人致振动特性，舒适度评价和减振优化控制方法，进行了一座大尺寸胶合木拱桥模型的人致振动试验和ANSYS有限元仿真分析。分析结果很好地预测了多重调谐质量阻尼器(MTMD)的减振效率，与试验测试结果吻合良好，验证了该方法的可靠性和实用性，可以应用于木结构人行桥的振动优化控制。研究表明：空载时竖向基频小于3Hz、满载时(2人/m2)横向基频小于1.2Hz的木结构人行桥，需要分别检算其在单人和人群共振荷载作用下的竖向和横向加速度峰值是否小于舒适度容许值；采用固定位置集中加载(原地踏步)代替行人移动作用对人行桥激振，既能简化求解过程，又使结果略偏安全；MTMD在其参数经遗传算法优化后可以将木结构人行桥在共振频率附近较窄频带内的动力响应控制在容许范围内。     

钢连廊竖向振动加速度时程分析与控制研究

采用时程分析的模拟计算方法,以竖向振动加速度峰值作为评价标准,对那曲地区藏北高原商业生态长廊建设项目钢连廊竖向振动加速度进行分析与控制。根据人群密度,考虑五种不同时程工况,对布置TMD前后的钢连廊分别进行时程分析,较为全面地揭示了钢连廊的竖向振动。分析结果表明,在1.95Hz的人群荷载激励下,钢连廊产生了非常明显的共振,跨中峰值加速度达到39.96cm/s2,会引起行人心里不适,竖向振动加速度也超出了规范限值,需要进行减振控制;布置TMD后,在人群荷载激励下,钢连廊的竖向振动加速度得到了很好的控制,峰值小于15cm/s2,减振率可达到13%~65%。     

16m预应力空心板简支梁桥成桥动载试验及分析

介绍了16m预应力空心板简支梁桥的成桥动载试验,根据成桥动载试验的结果,分析了桥跨结构的竖向受迫振动响应、垂向激励引起桥梁的强迫效应、纵向振动响应、自振频率、振型和冲击系数等动力特性,结果表明：各项性能指标均在正常范围内。     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖舒适度实测与研究

大跨度楼盖结构人员舒适度控制指标为竖向振动频率及竖向振动加速度。以黑龙江中医药大学文体中心B区的57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该结构进行了现场竖向振动模态测试,获得了该楼盖结构前4阶竖向自振频率、振型及竖向加速度,并采用有限元方法对结果进行了分析与评价。研究结果表明：楼盖竖向1阶振动频率的有限元分析和测试结果均满足现行规范要求;楼盖竖向峰值加速度实测结果满足小于0.005g的要求,不会引起人体的不舒适;有限元方法计算频率比实测结果偏高,是因约束条件不同所致,故设计中需要考虑楼盖与柱的刚性连接。     

大跨度楼面人群荷载作用响应分析

以某大跨度钢-混凝土组合楼板模型为对象,采用ANSYS程序进行动力时程分析,研究人群荷载作用下,荷载布置方式、结构阻尼比、楼板边界条件、楼板长宽比和人群步行方式等因素对大跨度楼面结构振动响应的影响,分析大跨度楼板的人群动力响应特性。研究结果表明：不利布载形式为中间板带附近布置人群荷载;楼板长宽比越大则楼面结构响应峰值越小;连续步行荷载作用的楼板振动响应大于原地踏步荷载的响应;楼板边界约束越强振动响应越小;增大阻尼比能显著减小人致振动。     

Structural behaviour of ferrocement–brick composite floor slab panel

This study introduces a semi-fabricated system for the construction of floor slab. The slab panel consists of two layers joined together using truss type shear connectors. The first layer is a precast ferrocement layer which acts initially as a formwork, while the second layer consists of bricks and mortar. Continuous truss shear connectors are used to connect the two layers. The paper experimentally investigates the structural response of ferrocement–brick composite panel under flexural load. Four full scale specimens were cast and tested under two-line loads. The study highlights the effect of shear connectors and brick layout on the overall structural response of the slab. The results in terms of load–deflection, crack pattern, strain distribution and failure loads indicate that the response of the composite slab to the flexural loading is satisfactory and can be used as a floor slab in construction sector.     

基于舒适度的压型钢板-混凝土楼盖板厚取值研究

采用有限元软件ANSYS对大跨度压型钢板 混凝土组合楼盖模型进行数值分析,研究楼板厚度与固有频率、峰值加速度之间的关系,并给出了满足舒适度要求的板厚建议公式。结果表明:现有规范对于人行荷载的简化忽略了人 板耦合等不利因素,使得峰值加速度计算结果偏小,人行激励模型应当考虑多阶简谐激励、作用位置变化以及人与楼盖相互作用;随着板厚的增加,刚度和质量对于楼盖体系固有频率的影响有一个临界点使固有频率取最小值,一味增加次梁数目到后期往往事倍功半;通过改变结构体系的布置来满足舒适度要求往往比改变板厚更为高效、经济;由于单人行走过程中楼板峰值加速度持续时间短,以均方根加速度作为评价指标更加合适。     

考虑行人-结构相互作用的悬挑钢筋桁架楼承板振动控制研究

利用新型微电子机械系统AH100B加速度传感器测得连续的人行荷载时程,并建立了傅里叶级数荷载模型。为考虑行人-结构动力相互作用,将人体等效为具有质量、刚度、阻尼的单自由度生物力学模型,确定了行人模型各个参数与步行频率及人体本身质量的拟合表达式。以甘肃科技馆某两层悬挑的钢筋桁架楼承板为工程背景,采用ANSYS有限元软件仿真模拟结构在人行荷载作用下的振动响应,对比分析表明：考虑行人-结构相互作用后,其加速度响应要降低至少10.59%。针对结构最大加速度响应超过舒适度指标限值的情况,分别以单个调谐质量阻尼器和新型3-DOF调谐质量阻尼器对结构的振动响应进行控制,均取得了较好的减振效果,且采用阻尼比较小的3-DOF调谐质量阻尼器效果更好。