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

1、本文對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土剛架索梁（PCT）樓蓋的靜力性能和振動(dòng)舒適度進(jìn)行了試驗(yàn)研究、理論分析及設(shè)計(jì)方法研究，具體工作如下：
　　進(jìn)行了3榀PCT靜力荷載試驗(yàn)，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(cè)試了發(fā)生剪切破壞及彎曲破壞模式下試件的全過(guò)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(kāi)展規(guī)律。進(jìn)行了歐洲規(guī)范、美國(guó)規(guī)范和中國(guó)規(guī)范的對(duì)比，計(jì)算了端部抗剪截面的極限承載力，通過(guò)參數(shù)分析研究

2、了上、下弦桿剪力分配系數(shù)?；谠囼?yàn)結(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(duì)靜力荷載試驗(yàn)的3榀PCT試件，進(jìn)行了瞬態(tài)跳躍激勵(lì)試驗(yàn)，測(cè)試記錄了人體跳躍荷載激勵(lì)下的加速度時(shí)程曲線。通過(guò)快速傅里葉變換（FFT）得到了試件豎向振動(dòng)的頻率?；谠囼?yàn)結(jié)果建立并修正了有限元模型，對(duì)比了單榀PCT豎向振動(dòng)基本頻率與PCT樓蓋豎向振動(dòng)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(jì)相同跨度PCT

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

4、進(jìn)行了3個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PCT樓蓋的振動(dòng)試驗(yàn)，跨度分別為39m、36m和28.2m，分別測(cè)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(lì)下樓蓋的加速度時(shí)程響應(yīng)。對(duì)比研究了不同穩(wěn)態(tài)激勵(lì)下均方根（RMS）加速度峰值的分布云圖，基于單自由度振動(dòng)原理計(jì)算了穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵(lì)下樓蓋的峰值加速度，基于穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵(lì)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(lì)下PCT樓蓋豎向振動(dòng)加速度峰值的統(tǒng)一算法。
　　基于薄板振動(dòng)理

5、論，提出了適用于PCT樓蓋自振頻率計(jì)算的公式，將公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明計(jì)算公式精度高，可用于PCT樓蓋的豎向振動(dòng)自然頻率計(jì)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(kāi)洞率、跨度、矢跨比、跨度-PCT間距比等參數(shù)對(duì)PCT樓蓋豎向振動(dòng)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(dòng)基本頻率的簡(jiǎn)化計(jì)算公式，通過(guò)展開(kāi)參數(shù)分析，給出了公式的適用范圍。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）

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(jì)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(jì)算。
　?。?）提出了不同形式PCT抗彎承載力計(jì)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(shí)，可以采用正截面受彎公式計(jì)算；但是，無(wú)下弦桿PCT在彎曲破壞時(shí)伴隨懸鏈線效應(yīng)，承載力會(huì)提高，可以

7、利用本文提出的計(jì)算模型求解峰值抗彎承載力。
　　（3）提出了瞬態(tài)激勵(lì)下PCT樓蓋加速度計(jì)算公式。通過(guò)加權(quán)余量法求解了瞬態(tài)激勵(lì)下PCT樓蓋豎向振動(dòng)峰值加速度的統(tǒng)一計(jì)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(duì)應(yīng)的動(dòng)力放大系數(shù)。
　　（4）提出了穩(wěn)態(tài)激勵(lì)下PCT樓蓋加速度計(jì)算公式?；趩巫杂啥日駝?dòng)原理計(jì)算了穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵(lì)下樓蓋的峰值加速度，基于穩(wěn)態(tài)步行前進(jìn)激勵(lì)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)