论文部分内容阅读
大跨度预应力次梁楼盖具有节省材料及降低楼层净高的优点,但是此类楼盖也比普通钢筋混凝土楼盖更轻柔,在人致荷载作用下更容易出现舒适度问题。为了解决这一不足之处,本文以重庆市铜梁区新城核心区小学建设项目3#楼(体育馆)2层风雨操场的大跨度预应力次梁楼盖为工程背景,从改变楼盖结构布置及材料强度的角度出发,以次梁高度、楼板厚度、有无平梁底板及底板厚度、混凝土弹性模量为变参数,利用ANSYS对考虑上述4种因素的9个方案楼盖进行模态分析并对模态分析结果进行对比。再根据实测工况制定加载方案(包括单人、多人同步、多人非同步加载等,共8种工况),对这8个工况下9个方案楼盖进行动力分析,并对动力分析结果进行对比。得到的主要结论有:①次梁高度增加能够有效提升楼盖的自振频率;楼板厚度增大楼盖各阶频率反而有小幅度下降;有无平梁底板对楼盖基频影响较大;在增设底板后,改变底板厚度对楼盖基频影响相对较小;混凝土弹性模量的变化对楼盖自振频率有显著影响。②通过动力分析得到9个方案楼盖在行走和跳跃2种荷载形式共8种工况下的峰值加速度,经对比分析后可得:1)当荷载频率与楼盖基频呈分频关系(即类共振)时,楼盖的竖向振动加速度远大于非类共振的结果。2)单人和多人同步运动时,随着次梁高度的增加,楼盖的竖向振动峰值加速度明显减小;随着楼板厚度的增大,楼盖的振动峰值加速度仅小幅减小甚至有所增大;是否设置平梁底板对楼盖的振动峰值加速度影响显著,设置平梁底板后,改变底板厚度对楼盖振动峰值加速度影响较小;随着混凝土弹性模量的增大,非类共振时楼盖振动峰值加速度下降。3)多人同步运动时,楼盖的振动峰值加速度与单人运动的振动峰值加速度大致呈线性关系;3人同步行走时,多人折减系数可取1.0;3~20人同步行走时,多人折减系数可取0.9;5人同步跳跃时,多人折减系数可取1.0;20人同步跳跃时,多人折减系数可取0.95。4)对于多人非同步运动,10人1.8Hz非同步行走时,峰值加速度模拟值与实测值之间的误差为27.80%,楼盖的模拟振动峰值加速度为模拟单人1.8Hz行走结果的4.33倍;20人2.0Hz非同步跳跃时,峰值加速度模拟值与实测值之间的误差为29.67%,楼盖的模拟振动峰值加速度为模拟单人2.0Hz跳跃结果的6.40倍。5)单人跳跃较单人行走更为不利,各个方案单人跳跃振动峰值加速度与单人行走振动峰值加速度之比为2.57~3.62。综上可得,对于类似于本文工程的大跨度预应力次梁楼盖,设置平梁底板可以较为明显地增大楼盖的自振频率、减小楼盖的竖向加速度响应;在条件允许的情况下,增大梁高也能取得一定效果;增大楼板厚度的效果则不甚明显。