本文關(guān)鍵詞：體育場館大跨度預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋人致振動分析與舒適度研究

  更多相關(guān)文章： 人致振動 ANSYS 預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋 人致荷載模型 舒適度

【摘要】：與普通混凝土樓蓋相比,大跨預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋的平面外剛度偏小,對豎向振動較敏感,用于體育館等劇烈活動場所時其豎向振動舒適度問題更為突出。既有建筑振動舒適度性能加固的代價較大,合理的解決方式是通過人致振動分析將舒適度控制提到設(shè)計階段來。鑒于目前規(guī)范中用于指導(dǎo)舒適度設(shè)計的相關(guān)規(guī)定比較粗糙,考慮4種運(yùn)動形式32個工況,并結(jié)合相關(guān)實測結(jié)果的對比驗證,進(jìn)行了體育場館大跨度預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋人致振動分析與舒適度研究。主要研究成果如下:(1)在ANSYS軟件中,建立樓蓋的三維實體模型,通過降溫法施加預(yù)應(yīng)力,采用模態(tài)疊加法并考慮前6階模態(tài),所得模擬分析結(jié)果與實測結(jié)果吻合較好,驗證了采用的大跨度預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋人致振動舒適度模擬分析方法的可靠性和準(zhǔn)確性,為后續(xù)研究中該類結(jié)構(gòu)體系所涉及的建模、荷載施加及振動分析等問題的解決方法等提供了參考。同時,根據(jù)時程-頻譜結(jié)合的分析結(jié)果,討論了分析工況的合理選擇、振動響應(yīng)隨人數(shù)、行走方向的變化規(guī)律以及最不利運(yùn)動形式。(2)對跳躍、行走、跑步、原地踏步4種運(yùn)動形式,結(jié)合振動響應(yīng)的分析與實測結(jié)果對比,給出人致荷載模型選取的合理建議,并根據(jù)國外相關(guān)研究資料,提出一種修正脈沖系數(shù)跑步模型,相比于傳統(tǒng)模擬方法,采用該荷載模型的分析結(jié)果與實測具有很好的符合性。(3)研究了樓蓋結(jié)構(gòu)形式、阻尼、預(yù)應(yīng)力對人致振動響應(yīng)及舒適度的影響,結(jié)果表明:1)對于該樓蓋,加設(shè)底板能夠明顯改善振動性能,增加樓面板厚度可能對振動舒適度反而不利,調(diào)整結(jié)構(gòu)布置需要同時考慮結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度的變化;2)阻尼比對振動響應(yīng)峰值的影響比較明顯;3)預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)振動性能無明顯影響。(4)采用不同方法對該實際工程的人致振動舒適度進(jìn)行評價,結(jié)果表明:1)該樓蓋舒適度總體符合要求,行走工況下富余度較高,而多人同步跳躍工況較為不利;2)煩惱率模型的控制水準(zhǔn)能夠滿足現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求,并且更偏安全。主要創(chuàng)新點:(1)系統(tǒng)研究了預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋體系的人致振動分析方法及舒適度影響因素;(2)結(jié)合分析與實測結(jié)果對比,給出4種運(yùn)動形式的荷載模型選取建議,提出一種能夠滿足工程應(yīng)用的跑步荷載模型;(3)對比了加設(shè)底板和樓面板加厚對樓蓋振動性能的影響差異,比較了煩惱率模型給出的煩惱率限值與相關(guān)規(guī)范中加速度限值標(biāo)準(zhǔn)的控制水準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：人致振動 ANSYS 預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋 人致荷載模型 舒適度
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU311.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-16
• 主要符號16-18
• 1 緒論18-38
• 1.1 課題研究背景18-22
• 1.1.1 橋梁中的人致振動舒適度問題19-20
• 1.1.2 公共建筑中的人致振動舒適度問題20-21
• 1.1.3 大跨度預(yù)應(yīng)力次梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系21-22
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展與現(xiàn)狀22-34
• 1.2.1 主要研究方法與方向22-24
• 1.2.2 人致荷載24-29
• 1.2.3 樓蓋振動系統(tǒng)29-30
• 1.2.4 人對振動主觀反應(yīng)的評價30-32
• 1.2.5 結(jié)構(gòu)振動控制32-33
• 1.2.6 尚存在的問題33-34
• 1.3 本課題研究意義和內(nèi)容34-38
• 1.3.1 研究意義34-35
• 1.3.2 研究內(nèi)容35-38
• 2 結(jié)構(gòu)振動理論與有限元分析簡介38-52
• 2.1 振動系統(tǒng)基本理論38-42
• 2.1.1 周期荷載的傅里葉級數(shù)表達(dá)39-40
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)共振模型40-42
• 2.2 振動響應(yīng)的分析方法42-45
• 2.2.1 時域分析和頻域分析42-43
• 2.2.2 振型疊加法43-45
• 2.3 有限元分析理論與方法45-52
• 2.3.1 有限元基本原理45-46
• 2.3.2 ANSYS相關(guān)功能簡介46-50
• 2.3.3 軟件適用性論證50-52
• 3 人致荷載數(shù)學(xué)模型52-66
• 3.1 典型單步落足曲線52
• 3.2 單人連續(xù)行走52-58
• 3.3 人群隨機(jī)行走58-59
• 3.4 跳躍59-62
• 3.5 跑步62-63
• 3.6 原地踏步63-65
• 3.7 本章小結(jié)65-66
• 4 基于某工程實例的有限元分析66-130
• 4.1 工程概況66-69
• 4.2 結(jié)構(gòu)建模69-78
• 4.2.1 幾何模型69-70
• 4.2.2 有限元模型70-74
• 4.2.3 預(yù)應(yīng)力的模擬和施加74-78
• 4.3 靜力分析78-79
• 4.4 模態(tài)分析79-82
• 4.5 典型運(yùn)動形式下結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析82-128
• 4.5.1 跳躍工況83-94
• 4.5.2 行走工況94-119
• 4.5.3 跑步工況119-124
• 4.5.4 原地踏步工況124-128
• 4.6 本章小結(jié)128-130
• 5 基于結(jié)構(gòu)仿真模型的變因素對比分析130-144
• 5.1 樓蓋結(jié)構(gòu)形式的影響130-137
• 5.1.1 模態(tài)分析131-133
• 5.1.2 瞬態(tài)動力分析133-137
• 5.2 阻尼比的影響137-140
• 5.2.1 模態(tài)分析137
• 5.2.2 瞬態(tài)動力分析137-140
• 5.3 預(yù)應(yīng)力的影響140-142
• 5.3.1 模態(tài)分析140-141
• 5.3.2 瞬態(tài)動力分析141-142
• 5.4 本章小結(jié)142-144
• 6 基于有限元分析結(jié)果的舒適度評價144-162
• 6.1 代表性的評價標(biāo)準(zhǔn)144-152
• 6.1.1 頻率限值標(biāo)準(zhǔn)144-145
• 6.1.2 加速度限值標(biāo)準(zhǔn)145-149
• 6.1.3 煩惱率模型149-152
• 6.2 采用頻率限值標(biāo)準(zhǔn)的評價152
• 6.3 采用加速度限值標(biāo)準(zhǔn)的評價152-158
• 6.3.1 跳躍工況153-154
• 6.3.2 行走工況154-155
• 6.3.3 跑步工況155-156
• 6.3.4 原地踏步工況156-157
• 6.3.5 舒適度性能水準(zhǔn)157-158
• 6.4 采用煩惱率模型的評價158-161
• 6.5 本章小結(jié)161-162
• 7 結(jié)論與展望162-166
• 7.1 全文總結(jié)162-163
• 7.2 本文創(chuàng)新點163-164
• 7.3 今后研究展望164-166
• 致謝166-168
• 參考文獻(xiàn)168-171

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：912615