大跨度U形钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖舒适度实测分析

以贵州省博物馆红军长征馆为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该大跨度U形钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖进行了现场竖向振动模态测试和人员作用下的舒适度分析,得到了该楼盖结构前6阶竖向自振频率、振型、竖向加速度时程曲线以及实测加速度的最大值,采用有限元分析方法对实测自振频率和振型进行了对比分析。分析结果表明:模态分析中楼盖竖向第1阶自振频率的有限元分析结果和实测结果均满足现行规范要求;舒适度分析中楼盖竖向峰值加速度实测结果满足规范小于0.005g的要求,不会引起人员不适;由于隔墙和约束的原因导致有限元分析结果与实测结果不一样,但是相差大小在正常范围内。     

大跨度斜拉桥的地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为背景,利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了计算仿真模型,采用分块Lanczos法得到了该斜拉桥结构的自振特性。在频域地震作用下,分别采用反应谱法和动力时程分析法对该斜拉桥在纵+竖向、横+竖向、纵+横+竖向激励作用下的地震响应进行了对比分析。分析结果表明:纵向地震激励对结构响应影响较为明显;由反应谱法计算得出的结果较动力时程分析法偏大,在弹性阶段反应谱分析结果是比较保守安全的。     

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%。     

预应力混凝土刚架索梁楼盖体系振动舒适度研究

介绍了国内外振动舒适度评价标准及评价指标,结合大跨度楼盖振动舒适度问题,指出预应力混凝土刚架索梁楼盖体系竖向振动频率不小于3Hz,作为办公室在落足激励下竖向峰值加速度不大于0.5%g。通过SAP2000建立了预应力混凝土刚架索梁楼盖体系"杆单元-壳单元"三维计算模型,对该楼盖振动舒适度进行了评价。该计算模型以Murray建立的落足模型为基础,考虑了测试人员的实际体重,通过时程分析方法得到预应力混凝土刚架索梁楼盖体系在落足激励下的峰值加速度时程响应,并在此基础上得到楼盖竖向振动基本频率,计算所得峰值加速度和基本频率与试验结果吻合良好。     

地铁临近建筑结构楼板的隔振效果实测与分析

在考虑建筑结构自身竖向刚度的基础上,建立并求解钢弹簧浮置楼板双质点动力学模型,给出了地铁振动竖向加速度传递率曲线。设计钢弹簧浮置楼板结构,对隔振前后地铁振动引起的建筑结构竖向加速度时程响应进行现场实测,对比分析了傅里叶值谱以及1/3倍频程。利用MATLAB进行编程计算,并与实测结果进行对比分析,最后建立多层框架结构有限元模型进行计算分析。结果表明:钢弹簧浮置楼板对地铁振动竖向加速度隔振率可达到85%以上,并且在40～100Hz频率范围内,可将原结构竖向振级减小20～30dB。地铁引起的结构竖向振级随着楼层增高有所放大。     

远大小天城楼盖人致振动舒适度实测及研究

对远大小天城中的新型预制装配式集成楼盖进行人致振动舒适度现场实测及计算分析,测得楼盖在单人步行、5人步行、单人跑步、5人跑步、单人跳跃、5人跳跃下的竖向振动峰值加速度。采用行走路线法和定点激励法两种加载方式,计算分析行进路线、荷载频率等对楼盖竖向振动的影响,将计算结果与实测结果进行对比,吻合较好。研究表明:跳跃是楼盖竖向振动最不利的激励类型;人群作用较单人作用不利;人行荷载的高阶谐波分量能引起楼盖共振;该新型楼盖满足舒适度要求。     

中关村三小新校区体育馆屋盖人致振动控制研究

中关村三小新校区体育馆平面呈椭圆形,屋盖结构的最大跨度39.5m。体育馆屋盖结构具有自身阻尼小、跨度大以及刚度小等特点。基于建筑功能的需要,体育馆的屋盖兼做学校的操场使用。大跨度结构在人群荷载激励下容易产生较大的动力响应,使得屋盖结构的竖向振动加速度超过人体的耐受极限,给人造成不适甚至引起恐慌。采用SAP2000软件建立体育馆屋盖的整体模型,并对其进行模态分析,系统研究屋盖的竖向振动特点,根据结构自振特性,为减小振动不适感,在屋盖结构上布置了54个调谐质量阻尼器,参照中国规范和英国标准设定屋盖结构振动加速度限值。选取不同运动的荷载激励时程,通过多点输入计算屋盖结构的竖向加速度响应。理论分析和实测结果表明,该减振方案可以有效地减小振动,使屋盖满足舒适度要求。     

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。     

某大跨悬挑楼盖结构人行舒适度分析与振动控制

结合国内外规范及相关研究成果,采用动力弹性时程分析方法对某大跨悬挑结构实际工程项目进行了人行舒适度分析与振动控制设计。结果表明:对于大跨悬挑结构,在结构强度与变形满足要求的情况下,楼盖舒适度也可能不满足要求;当其自振频率降低到与人群荷载频率接近时,舒适度问题较为明显;通过调谐质量阻尼器等减振措施可以有效地降低楼盖在人群荷载激励下的竖向振动,从而使楼盖满足舒适度使用要求。     

环境激励下桥梁结构模态参数识别FFT方法的贝叶斯修正

以某一在建桥梁为工程背景,采用实测方法与Midas/Civil软件分析桥梁竖向第一阶频率。实测桥梁在环境激励下的加速度时程数据,根据贝叶斯理论,对FFT方法所得结果进行修正。以极大似然估计方法,给出模态参数的最佳估计值,为桥梁竣工验收提供参考依据。     

青岛体育中心综合训练馆大跨混凝土楼盖振动舒适度测试与分析

通过建立竖向振动舒适度长期监测系统,测试了青岛体育中心综合训练馆大跨度混凝土楼盖在主体结构完成、木地板铺设完成、整体结构完成等4个典型阶段的动力特性;实测了在单人行走、多人齐步行走、多人跳跃、多人随机及正常比赛训练等多种激励情况下结构楼面的加速度反应,并与有限元分析及英国混凝土协会建议的计算方法（CCIP-016）进行...     

青岛体育中心训练馆大跨楼盖人致振动实测与分析

在青岛体育中心训练馆大跨楼盖上安装了振动监测系统,监测楼盖在使用状态下的振动幅值并进行振动舒适度的评估。基于ANSYS通用有限元软件建立了该楼盖的分析模型,并施加单人及群体荷载,计算得到的响应与实测响应进行了比较,结果表明,该建模方法及荷载取值合理。     

Vibration serviceability of pre-stressed concrete floor system under human activity

A comprehensive research was undertaken to study the vibration serviceability of a long-span pre-stressed concrete floor system intended to be used in an indoor badminton court, using the field test and finite element method. Specifically, heel-drop was adopted to capture the natural frequencies and modal damping ratios of the floor system and the tests for jumping impact and different types of human excitations (walking, running and hopping) were performed to capture the acceleration responses. The floor system is found to have low frequency and modal damping ratio. The comparison of the experimental results with the published values from China’s design code, AISC design guide and PCI design handbook indicates that the pre-stressed concrete floor system exhibits satisfactory vibration perceptibility overall. The acceleration threshold value given in the China’s code and AISC design guide may be conservative for the pre-stressed concrete floor under hopping excitation. For determining the fundamental natural frequency analytically, fixed-pinned support condition is recommended for accounting for the effect of adjacent structures on floor stiffness. Coefficients β_rp is proposed to calculate the RMS acceleration conveniently by hand.     

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。     

某城楼大跨度钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度研究

以某城楼大跨度楼盖为工程背景,开展了钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度评估研究。首先通过现场动力特性测试获得的楼盖结构一阶竖向动力特性,校核了建立的整体结构精细化有限元模型,然后仿真分析得到了楼盖受单人行走、多人行走以及单人跳跃等多种激励的动力响应,最后开展了楼盖振动舒适度评价。结果表明:该新型楼盖结构竖向刚度整体较大,具有较好的振动舒适度;有限元建模可将混凝土叠合板等效为整体壳单元,根据刚度、质量等效原则增加板厚来模拟装饰面层,钢梁和混凝土板的连接可按刚接处理。研究结果可为类似楼盖振动舒适度评估与有限元精细化建模提供参考。     

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。     

武汉火车站大跨度楼面结构振动舒适度研究

武汉火车站楼面结构具有平面尺寸大、跨度大、支撑构件复杂、楼面形状不规则、荷载大、梁高受限制等特点。这些特点导致楼面结构竖向自振频率较低,在人的行走和跳跃激励下有可能产生较大的动力响应,从而引起楼面人员的不舒适。对历史上楼面振动舒适度的评价标准进行了归纳总结,并提出适合楼面结构的舒适度评价标准;对武汉火车站大跨度楼面结构在行走和跳跃激励下引起结构的振动加速度进行了计算,并进行了相应的舒适度评价,结果表明,在人的行走和跳跃下不会引起楼面人员的不舒适。     

跳跃荷载作用下体育馆大跨预应力次梁楼盖振动模拟分析

以某小学体育馆为工程背景,通过ANSYS建立有限元模型,考虑不同跳跃频率、跳跃人数和跳跃次数的荷载作用,对大跨度预应力混凝土次梁楼盖结构进行竖向振动模拟分析,并进行现场实测,结果表明:修正半正弦平方荷载模型模拟单人跳跃荷载所得分析结果与实测值相对误差为12.98%,比较接近;多人同步跳跃所导致的楼盖竖向振动加速度随人数的增加而增加,近似呈正比关系;考虑多人跳跃难以严格同步,引入倍增因子对跳跃荷载模型进行修正,与实测值验证较为接近。     

钢空腹夹层板楼盖结构舒适度动力时程分析

对于大跨度楼盖结构,楼盖舒适度是一项重要评判标准。当不能满足要求时还会严重影响楼盖的正常使用。本文使用大型有限元软件SAP2000,选取行走路线单点激励法对钢空腹夹层板楼盖结构进行自振频率和竖向振动加速度峰值分析,以对该种新型楼盖结构的实际工程提供设计依据。