發(fā)布時間：2017-10-11 13:35

  本文關鍵詞：人致作用下體育館大跨度預應力次梁樓蓋舒適度實測研究

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【摘要】：大跨度預應力次梁樓蓋結構布置形式獨特,結構高度小于一般預應力主梁樓蓋體系,加之其跨度大、自重輕、結構偏柔的特點,對振動舒適度問題更為敏感。作為體育館使用的大跨度預應力次梁樓蓋,經(jīng)常需要承受各類有節(jié)奏運動,例如同步行走、跑步、跳躍、籃球、有氧操等,樓蓋的豎向振動問題較鋼筋混凝土樓蓋更為突出。雖然振動舒適度問題不至引發(fā)結構安全性問題,但振感過大會給使用者帶來不安和難以忍受的情緒,而體育館等人員活動密集的公共場所,突發(fā)振動可能會導致人員恐慌,存在安全隱患。為充分發(fā)揮大跨度預應力次梁樓蓋的優(yōu)勢,同時避免可能發(fā)生的振動舒適度問題,在實際工程中采用加設底板的方式進行設計。為驗證該方法對預應力次梁樓蓋振動舒適度的改善效果,進行了以下三方面的研究。首先,根據(jù)前期有限元分析結果確定測點布置方案,針對體育館實際使用特征以及各項振動響應影響因素,設計了單人、多人、群體分別進行行走、跑步、跳躍、踏步、有氧操等25種工況,現(xiàn)場測試了大跨度預應力次梁樓蓋的豎向振動響應。通過對所獲得的200組測試數(shù)據(jù)進行處理分析,得到樓蓋振動響應影響因素與變化規(guī)律如下:(1)當頻率一定,多人作用激勵樓蓋振動響應與單人作用之比在√9)~n(n為人數(shù))之間,并逐漸接近√9);(2)當人數(shù)相同、頻率一定,沿預應力次梁方向作用比垂直梁方向作用略為不利,人致作用施加于梁上比施加于板上略為不利;(3)當頻率相同、人數(shù)一定、路線一致,測試者質(zhì)量越大或作用強度越大,激發(fā)樓蓋振動響應越大,樓蓋振動響應與輸入人致作用幅值相關;(4)當人數(shù)一定,活動頻率越接近樓蓋自振頻率,激勵振動響應越大;(5)跳躍、拍擊籃球等行為會對樓板形成沖擊,產(chǎn)生大于自身重量的沖擊力,加大樓蓋振動響應,造成更為不利的影響;(6)運動同步性越差,各作用點越分散,越能削弱樓蓋振動響應。其次,根據(jù)無人工況采集數(shù)據(jù)進行模態(tài)參數(shù)識別,得到無人工況下樓蓋前三階自振頻率與振型,與有限元模擬分析結果進行對比,兩者能較好的吻合;并對25種人致作用工況下所采集振動信號分別進行模態(tài)參數(shù)識別,與無人工況進行對比,不同人致作用下樓蓋自振頻率與無人工況下基本一致。最后,對比分析國內(nèi)外已有規(guī)范標準,以加速度振級、結構基頻、均方根加速度、峰值加速度、振幅為主要評價指標,基于實測數(shù)據(jù)和體育館特殊使用環(huán)境,分別選取適用于該類體育館的舒適度評價標準。評價結果表明,帶底板的體育館大跨度預應力次梁樓蓋滿足各類人致作用下豎向振動舒適度要求。
【關鍵詞】：預應力次梁樓蓋 體育館 振動響應 舒適度評價
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU378
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 人致荷載激勵研究12-15
• 1.2.2 樓蓋動力特性與振動響應研究15-17
• 1.2.3 人致振動舒適度評價標準研究17-19
• 1.3 本文主要研究目的和內(nèi)容19-22
• 2 樓蓋振動實測方案22-42
• 2.1 工程背景22
• 2.2 測試對象22-25
• 2.3 前期有限元分析結果25-31
• 2.4 實測方案31-41
• 2.4.1 測點布置31-33
• 2.4.2 測試前準備工作33
• 2.4.3 模態(tài)實測33-34
• 2.4.4 測試工況34-39
• 2.4.5 測試儀器與設備39-40
• 2.4.6 進行測試40-41
• 2.5 本章小結41-42
• 3 實測振動信號處理與結果42-60
• 3.1 振動測試信號預處理42-46
• 3.1.1 采樣數(shù)據(jù)標定42-43
• 3.1.2 多項式最小二乘法43-44
• 3.1.3 數(shù)據(jù)的平滑處理44-46
• 3.2 振動信號數(shù)據(jù)處理46-51
• 3.2.1 動態(tài)分析軟件簡介46-47
• 3.2.2 加速度振級47
• 3.2.3 振動信號積分與微分變換47-51
• 3.3 數(shù)據(jù)處理結果51-58
• 3.4 本章小結58-60
• 4 人致荷載作用下樓蓋振動響應規(guī)律60-80
• 4.1 行走工況數(shù)據(jù)分析60-71
• 4.1.1 人群數(shù)量對樓蓋振動響應的影響60-64
• 4.1.2 行走方向?qū)巧w振動響應的影響64-66
• 4.1.3 人致作用梁板位置對樓蓋振動響應的影響66-67
• 4.1.4 人致作用強度對樓蓋振動響應的影響67-69
• 4.1.5 行走頻率對樓蓋振動響應的影響69-71
• 4.2 跑步工況分析71-74
• 4.2.1 人群數(shù)量對樓蓋振動響應的影響71-72
• 4.2.2 跑步頻率對樓蓋振動響應的影響72-74
• 4.3 踏步、跳躍工況分析74-77
• 4.3.1 人群數(shù)量、活動頻率對樓蓋振動響應的影響74-76
• 4.3.2 人群活動類型、密度分布對樓蓋振動響應的影響76-77
• 4.4 本章小結77-80
• 5 人致荷載作用下樓蓋模態(tài)分析80-92
• 5.1 模態(tài)參數(shù)識別方法簡介[40]80-82
• 5.1.1 模態(tài)參數(shù)頻域識別方法80
• 5.1.2 模態(tài)參數(shù)時域識別方法80-81
• 5.1.3 模態(tài)參數(shù)整體識別方法81-82
• 5.2 基于JM3839無線動靜態(tài)應變測試分析系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識別82-86
• 5.2.1 模態(tài)分析軟件技術指標82-83
• 5.2.2 模態(tài)參數(shù)識別83-85
• 5.2.3 各工況下模態(tài)參數(shù)識別結果85-86
• 5.3 實測模態(tài)識別結果與有限元分析對比86-91
• 5.4 本章小結91-92
• 6 大跨度預應力體育館舒適度評價92-106
• 6.1 基于加速度振級的舒適度評價92-96
• 6.1.1 相關評價標準92-93
• 6.1.2 利用加速度振級進行舒適度評價93-96
• 6.2 基于結構自振頻率的舒適度評價96-97
• 6.2.1 相關評價標準96
• 6.2.2 利用結構基頻進行舒適度評價96-97
• 6.3 基于加速度的舒適度評價97-103
• 6.3.1 相關評價標準98-99
• 6.3.2 利用均方根加速度進行舒適度評價99-101
• 6.3.3 利用峰值加速度進行舒適度評價101-103
• 6.4 基于振幅的舒適度評價103-104
• 6.4.1 相關評價標準103-104
• 6.4.2 利用振幅進行舒適度評價104
• 6.5 本章小結104-106
• 7 結論與展望106-108
• 7.1 本文主要結論106-107
• 7.2 后續(xù)研究展望107-108
• 致謝108-110
• 參考文獻110-112

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本文編號：1012821