人行激励下钢—混凝土组合楼盖振动响应研究

论文摘要

随着建筑设计水平和施工技术的发展,钢-混凝土组合楼盖越来越多的应用到高层建筑中。同时由于居住者对居住空间的要求更加多样化,为了便于最大限度地自由地进行空间布置,隔墙少、跨度大的平面布局越来越受欢迎,这种趋势使楼盖对于比较小的荷载作用诸如步行荷载等也变得比较敏感。楼盖在人的活动作用下会产生竖向振动,振动超过一定限度会引起使用者的不安和心理恐慌。已建成结构的楼盖系统一旦发生舒适度问题,事后修补的技术难度很高,成本非常大。因此,对于楼盖设计,在满足强度和变形要求的同时,还应充分考虑振动舒适度问题。为新规范《组合楼板设计与施工规范》中舒适度评价标准的制定提供依据,针对人行激励引起的钢-混凝土组合楼盖的振动舒适度问题,做的主要工作和得到的结论主要有以下内容:针对人行激励引起钢-混凝土组合楼盖振动舒适度问题,在国内外现有的楼盖振动评价指标基础上,综合考虑组合楼盖本身的固有特性和人行激励引起的组合楼盖的振动响应,建议采用自然频率和峰值加速度双控指标评价振动舒适度。利用Midas软件建立了钢-混凝土组合楼盖模型,模拟了人行激励下引起的组合楼盖振动响应,分析了行人数量、阻尼比、跨度、板厚、梁高等因素对楼盖振动响应的影响,认为影响组合楼盖振动响应的最主要因素是阻尼比、刚度和质量。通过楼盖振动实用计算方法的对比分析,认为美国AISC规范中的楼盖峰值加速度实用计算方法比较充分的考虑了阻尼比、质量和刚度等主要因素的影响,并通过算例进行了计算对比分析,表明该方法可用于我国钢-混凝土组合楼盖人行激励下的振动响应计算。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 人行激励下楼盖的振动
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究
• 1.3.2 国内研究
• 1.3.3 存在问题分析
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 人行激励下楼盖振动的评价标准研究
• 2.1 概述
• 2.2 人行激励下楼盖振动的基本理论
• 2.2.1 步行荷载模型理论
• 2.2.2 人行激励振动理论
• 2.3 人行激励下楼盖振动舒适度
• 2.4 现行的楼盖振动评价标准及分析
• 2.5 钢-混凝土组合楼盖振动评价标准的建议
• 2.5.1 钢-混凝土组合楼盖的特点
• 2.5.2 钢-混凝土组合楼盖振动评价标准的建议
• 2.6 本章小结
• 第3章 人行激励下钢-混凝土组合楼盖振动响应的数值模拟和分析
• 3.1 概述
• 3.2 人行激励下基于 MIDAS/GEN 的楼盖振动响应建模
• 3.2.1 MIDAS/GEN 简介
• 3.2.2 MIDAS/GEN 计算振动响应的原理和方法
• 3.3 钢-混凝土组合楼盖振动分析
• 3.3.1 振动建模
• 3.3.2 计算结果分析
• 3.4 组合楼盖振动响应的影响因素
• 3.4.1 梁高的影响
• 3.4.2 楼板厚度的影响
• 3.4.3 人行数量的影响
• 3.4.4 人行路径的影响
• 3.4.5 板跨的影响
• 3.4.6 阻尼比的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 人行激励下钢-混凝土组合楼盖振动实用计算方法研究
• 4.1 概述
• 4.2 现有组合楼盖振动实用计算方法及分析
• 4.2.1 现有楼盖振动实用计算方法
• 4.2.2 各种计算方法分析
• 4.2.3 美国 AISC 计算方法的推导
• 4.3 组合楼盖振动实用计算方法算例对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文