體育館大跨度預應力次梁樓蓋豎向振動舒適度模擬分析優(yōu)化.pdf

1、本文以重慶市銅梁縣新城核心區(qū)小學建設項目3＃樓（體育館）2層風雨操場的大跨度預應力次梁樓蓋為工程背景，針對類似大跨樓蓋的豎向振動舒適度問題，利用有限元軟件ANSYS精確建立該大跨度預應力次梁樓蓋結(jié)構(gòu)的有限元模型，對其豎向振動模態(tài)進行模擬分析，并與實測結(jié)果相比較，驗證精細化建模思路及方法的適用性及準確性。在此基礎(chǔ)之上，分析可能影響大跨樓蓋舒適度模擬分析結(jié)果準確性及計算時間的因素，利用正交試驗得出模擬分析參數(shù)設置的優(yōu)化取值建議，并以該大跨樓

2、蓋在行走、原地跳躍、跑步及原地踏步這4類典型人致荷載作用下的實測結(jié)構(gòu)峰值加速度為模擬分析效果的評價依據(jù)，驗證所得參數(shù)設置優(yōu)化取值的適用性及準確性，評價其對大跨樓蓋舒適度模擬分析計算效率的提升效果。得到的主要結(jié)論有：
　?、僖匀跽袂闆r下，有限元模型的精細化程度要求更高，具體的影響因素應考慮得更加仔細為建模指導思想，采用有限元分析軟件ANSYS對該大跨樓蓋結(jié)構(gòu)精細化建模的思路及方法進行了一系列研究。結(jié)果表明，大跨樓蓋模態(tài)分析結(jié)果符合該

3、類結(jié)構(gòu)振型的普遍規(guī)律，初步驗證本文得出的精細化建模思路及方法可行。
　?、谕ㄟ^現(xiàn)場實測，獲得了該大跨樓蓋的動力特性及其在4類典型人致荷載單人或多人同步激勵下的結(jié)構(gòu)豎向振動加速度。結(jié)果表明，實測模態(tài)結(jié)果與模態(tài)模擬分析結(jié)果吻合良好，再次驗證本文得出的精細化建模思路及方法可行。結(jié)構(gòu)豎向振動加速度實測結(jié)果可為后續(xù)研究提供對比參考。
　?、坩槍W(wǎng)格劃分大小、結(jié)構(gòu)阻尼比取值、人致荷載加載次數(shù)以及積分時間步長這4個主要影響因素，以單一因素

4、變化為原則，利用本文建立的精細化幾何模型，研究上述因素對該大跨樓蓋模態(tài)以及基于單人跳躍作用下的瞬態(tài)動力分析結(jié)果的準確性、計算時間的影響規(guī)律，并通過正交試驗進行基于單人連續(xù)行走作用下的樓蓋瞬態(tài)動力分析。結(jié)果表明，上述4個因素對于不同觸地類型的單人運動形式所得的樓蓋豎向振動加速度計算結(jié)果準確性及計算時間的影響規(guī)律基本一致。最終采用綜合平衡法得到模擬分析參數(shù)設置的優(yōu)化取值建議。
　　④以該大跨樓蓋在各個工況下的實測結(jié)構(gòu)峰值加速度為模擬分

5、析效果的評價依據(jù)，利用本文得出的模擬分析參數(shù)設置優(yōu)化取值，進行各實測工況對應的結(jié)構(gòu)振動響應模擬分析。結(jié)果表明，原地跳躍、行走及跑步3類人致荷載單人及3人同步作用下的結(jié)構(gòu)峰值加速度模擬分析結(jié)果與對應實測結(jié)果吻合良好，隨著上述3類人致荷載作用人數(shù)的增加，結(jié)構(gòu)峰值加速度模擬分析結(jié)果與對應實測結(jié)果的相對誤差逐漸增大，同步性問題是模擬分析結(jié)果誤差的主要來源。
　?、菰靥げ饺酥潞奢d在單人作用下的模擬結(jié)果誤差就已較大，其人致荷載數(shù)學模型及模擬