钢空腹楼盖结构舒适度分析范文

《四川建材杂志》2014年第四期

1分析模型参数化

本算例采用的模型为30m×90m的钢结构空腹夹层板楼盖(如图5所示)，由于楼盖跨度较大，梁截面选用变截面，截面尺寸按等效刚度原则进行等效转换，等效后主要截面尺寸为H1000×300×10×20，相应T型截面为T300×10×20，柱截面尺寸为H600×300×10×20，采用Q345钢，弹性模量取2.06×105MPa，泊松比为0.3。按单层建模计算，层高取5.0m。建模采用大型有限元软件SAP2000进行计算分析，梁和柱均采用空间梁单元，表层薄板采用薄壳单元，约束施加在各柱端，阻尼比取0.02。钢空腹夹层板楼盖平面如图5所示。本文采用的行走路线如图6所示，其中路线1、2均平行于板边，路线3为经过板中心30m对角线。在本文的研究中，与时程激励相关的一些参数取值如下:①单步落足激励的步频取人行步频的平均值2Hz;②EbrahimpourandSack认为人的体重服从均值为700N，标准差为145N的正态分布，本文取均值700N;③根据中国人18～55岁的平均身高及身高与步幅之间的关系，步幅Y为0.7m，为了计算方便，本文将步幅调整为1.0m;④连续行走激励时长对线路1和线路2取15s，计算结果提取到20s，对线路3激励时长取20s，计算结果提取到25s;⑤不同线路时，考虑表层混凝土板板厚均为80mm，跨高比均为30。

2楼盖自振频率分析

模态分析时，质量源分别取1倍恒载和1倍恒载+0.5倍活载进行计算。楼盖前6阶自振频率见表1。从表1可以看出，质量源为1倍恒载+0.5倍活载的各阶频率分别要比1倍恒载下的频率略小。

3钢空腹楼盖加速度响应

3.1不同行走线路时钢空腹楼盖加速度响应计算表明，在本文所作的3条行走路线下，加速度响应最大值位置均在低阶振型中心点，最大值到达的时刻如表2所示，加速度时程曲线如图7所示，峰值加速度曲线如图8所示。

3.2不同板厚时钢空腹楼盖加速度响应表层薄板厚度的变化范围分别取60～100mm。加速度响应时程曲线如图9所示。加速度峰值变化曲线如图10所示。从图10可以看出，随着表层板厚的增大，加速度响应峰值减小。这是由于表层薄板厚度的增大导致表层板竖向刚度增大，使表层板与上下肋及剪力键共同工作的能力加强。

3.3不同跨高比时钢空腹楼盖加速度响应不同跨高比时加速度时程曲线如图11所示。

4结论

本文通过对钢空腹夹层板进行基于舒适度的参数化时程分析，可得到如下结论:

1)钢空腹夹层板的跨高比和表层板厚对加速度响应均有较显著的影响;

2)随着跨高比的增大，楼盖结构加速度峰值越来越大，且近似呈线性上升，加速度时程平均值水平逐渐增大;

3)随着表层薄板厚度的增大，加速度峰值减小，近似呈线性变化，但平均值水平增大。

作者：金爱兰单位：贵州大学土木工程学院