預(yù)應(yīng)力混凝土剛架索梁樓蓋的靜力性能及振動舒適度研究.pdf

1、本文對預(yù)應(yīng)力混凝土剛架索梁（PCT）樓蓋的靜力性能和振動舒適度進(jìn)行了試驗研究、理論分析及設(shè)計方法研究，具體工作如下：
　　進(jìn)行了3榀PCT靜力荷載試驗，其中2榀軸線跨度16m，模型比例1:2，1榀軸線跨度9.2m，模型比例1:1，分別測試了發(fā)生剪切破壞及彎曲破壞模式下試件的全過程荷載-位移曲線，記錄并研究了應(yīng)變沿梁高度分布規(guī)律、裂縫開展規(guī)律。進(jìn)行了歐洲規(guī)范、美國規(guī)范和中國規(guī)范的對比，計算了端部抗剪截面的極限承載力，通過參數(shù)分析研究

2、了上、下弦桿剪力分配系數(shù)?；谠囼灲Y(jié)果，提出了設(shè)置下弦桿與未設(shè)置下弦桿PCT的極限抗彎承載力模型。
　　針對靜力荷載試驗的3榀PCT試件，進(jìn)行了瞬態(tài)跳躍激勵試驗，測試記錄了人體跳躍荷載激勵下的加速度時程曲線。通過快速傅里葉變換（FFT）得到了試件豎向振動的頻率?；谠囼灲Y(jié)果建立并修正了有限元模型，對比了單榀PCT豎向振動基本頻率與PCT樓蓋豎向振動基本頻率，研究表明單榀PCT翼緣板寬度應(yīng)取PCT的軸線間距，可用于估計相同跨度PCT

3、樓蓋基本頻率。
　　進(jìn)行了3個現(xiàn)場PCT樓蓋的振動試驗，跨度分別為39m、36m和28.2m，分別測試了瞬態(tài)落足、瞬態(tài)跳躍、瞬態(tài)坐下3種瞬態(tài)激勵下樓蓋的加速度時程響應(yīng)。通過加權(quán)余量法推導(dǎo)了瞬態(tài)激勵作用下加速度時程的計算公式，基于試驗結(jié)果修正了落足模型的動力放大系數(shù)，并通過推導(dǎo)的加速度時程計算公式，結(jié)合試驗結(jié)果求得瞬態(tài)跳躍和瞬態(tài)坐下的動力放大系數(shù)，通過格拉布斯法則進(jìn)行了檢驗，給出了不同瞬態(tài)激勵作用下的動力放大系數(shù)推薦值。
　　

4、進(jìn)行了3個現(xiàn)場PCT樓蓋的振動試驗，跨度分別為39m、36m和28.2m，分別測試了穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)、穩(wěn)態(tài)跑步前進(jìn)、穩(wěn)態(tài)跳躍前進(jìn)3種穩(wěn)態(tài)激勵下樓蓋的加速度時程響應(yīng)。對比研究了不同穩(wěn)態(tài)激勵下均方根（RMS）加速度峰值的分布云圖，基于單自由度振動原理計算了穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵下樓蓋的峰值加速度，基于穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵模型，給出了穩(wěn)態(tài)跑步前進(jìn)與穩(wěn)態(tài)跳躍前進(jìn)的荷載放大系數(shù)，形成了穩(wěn)態(tài)激勵下PCT樓蓋豎向振動加速度峰值的統(tǒng)一算法。
　　基于薄板振動理

5、論，提出了適用于PCT樓蓋自振頻率計算的公式，將公式計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表明計算公式精度高，可用于PCT樓蓋的豎向振動自然頻率計算。建立了PCT樓蓋的有限元模型，分析了活荷載大小、豎桿數(shù)量、開洞率、跨度、矢跨比、跨度-PCT間距比等參數(shù)對PCT樓蓋豎向振動基本頻率的影響。給出了便于工程應(yīng)用的PCT樓蓋豎向振動基本頻率的簡化計算公式，通過展開參數(shù)分析，給出了公式的適用范圍。
　　本文的主要創(chuàng)新點如下：
　　（1）

6、提出了PCT端部上、下弦桿剪力分配系數(shù)。系統(tǒng)研究了PCT端部上、下弦桿剪力分配系數(shù)，指出PCT端部上弦桿變截面設(shè)計有利于上弦桿承擔(dān)更多剪力，在該系數(shù)在3.5~4.0范圍可以使用上、下弦桿極限抗剪承載力疊加進(jìn)行計算。
　　（2）提出了不同形式PCT抗彎承載力計算模型。根據(jù)裂縫發(fā)展規(guī)律，指出有下弦桿更利于PCT將彎矩傳遞至框架柱，彎曲破壞時，可以采用正截面受彎公式計算；但是，無下弦桿PCT在彎曲破壞時伴隨懸鏈線效應(yīng)，承載力會提高，可以

7、利用本文提出的計算模型求解峰值抗彎承載力。
　?。?）提出了瞬態(tài)激勵下PCT樓蓋加速度計算公式。通過加權(quán)余量法求解了瞬態(tài)激勵下PCT樓蓋豎向振動峰值加速度的統(tǒng)一計算公式，并給出了瞬態(tài)落足、瞬態(tài)跳躍及瞬態(tài)坐下相對應(yīng)的動力放大系數(shù)。
　?。?）提出了穩(wěn)態(tài)激勵下PCT樓蓋加速度計算公式?；趩巫杂啥日駝釉碛嬎懔朔€(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵下樓蓋的峰值加速度，基于穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵模型，給出了穩(wěn)態(tài)跑步前進(jìn)與穩(wěn)態(tài)跳躍前進(jìn)的荷載放大系數(shù)，建立了穩(wěn)態(tài)