冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖振动性能与舒适度研究

摘要

随着建筑装配化的大力推进，低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系得到国家政策的大力扶持，其振动舒适度性能也得到人们广泛的关注。冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖是一种新型轻质楼盖，其振动响应较其他楼盖更加敏感，振动舒适度性能缺乏相应的试验研究与理论分析，尚无规范及标准能够准确评价其振动舒适度性能。本文通过试验和有限元分析方法对组合楼盖进行振动舒适度性能研究，为工程应用提供依据，研究成果推动冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖在低层轻钢结构中的应用与推广。主要工作及研究成果如下:
　　(1)开展了五榀足尺比例的冷弯薄壁型钢组合楼盖的振动性能试验，试验结果表明:楼盖梁形式对组合楼盖一阶振型有一定影响;加大楼面荷载可降低组合楼盖自振频率与加速度;加强边界条件可提高组合楼盖振动性能;抗剪连接件对其振动性能无影响:装配式冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能低于现浇式组合楼盖，若以后推广此类装配式建筑，应加强其楼盖组合作用及刚度，并密切关注其舒适度性能是否满足要求。
　　(2)建议以组合楼盖在空载状态下自振频率不低于15Hz;在正常使用阶段的自振频率不低于10Hz，振动强度不高于0.015m/s2为冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖的舒适度评价标准。
　　(3)运用ABAQUS有限元软件对试件进行模拟，与试验结果比较，验证有限元模拟的正确性。在此基础上，探究混凝土厚度、桁架梁跨高比与高厚比对冷弯薄壁型钢桁架一压型钢板混凝土组合楼盖的振动性能的影响。
　　(4)为保证冷弯薄壁型钢桁架-压型钢板混凝土组合楼盖的振动舒适度性能满足要求，建议其桁架梁跨高比不宜大于16，当跨高比为16时，桁架梁高厚比不宜高于150，当跨高比为14时，桁架梁高厚比不宜高于250。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系概述

1．3 国内外相关研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究目的和主要内容

第二章 楼盖振动理论、人行荷载模型与舒适度评价标准

2．1 楼盖振动理论

2．2 人行激励荷载模型

2．2．1 单步落足荷载模型

2．2．2 连续行走荷载模型

2．3 国内外楼盖振动舒适度评价标准

2．4 小结

第三章 冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖振动性能试验研究

3．2．2 试验内容

3．3 试验构件及试验装置

3．3．1 试验构件

3．3．2 加载装置

3．3．3 测点布置

3．3．4 试验仪器

3．4 试验过程

3．4．1 静力荷载试验

3．4．2 冲击荷载试验

3．4．3 人行荷载试验

3．5 试验结果与分析

3．5．1 静力荷载试验结果与分析

3．5．2 冲击荷载试验结果与分析

3．5．3 人行荷载试验结果与分析

3．6 冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖振动舒适度评价

3．7 小结

第四章 冷弯薄壁型钢桁架组合楼盖振动性能有限元分析

4．1 引言

4．2 冷弯薄壁型钢组合楼盖有限元分析模型的建立

4．2．1 模型的建立与网格划分

4．2．2 边界条件与加载

4．2．3 阻尼的确立

4．2．4 人行荷载模型的确立

4．3 试验结果与计算结果对比

4．3．1 挠度试验值与计算结果对比

4．3．2 自振频率试验值与计算结果对比

4．3．3 加速度试验值与计算结果对比

4．4 小结

第五章 冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能影响因素分析

5．1 引言

5．2 混凝土厚度

5．3 桁架梁跨高比与高厚比

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文