装配式结构保温板楼板振动舒适度性能研究

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随着建筑装配化的大力推进,轻型木结构建筑体系得到了国家政策的大力扶持,其振动舒适度性能也得到了人们广泛的关注。装配式结构保温板建筑作为一种新型轻型木结构建筑,其楼板振动响应较其他楼盖体系更加敏感,但缺乏相应的试验研究与理论分析,且国内尚无相关规范及标准能够准确评价其振动舒适度性能。因此,本文通过试验和有限元等分析方法对装配式结构保温板楼板进行振动舒适度性能研究,为工程应用提供依据,研究成果将推动装配式结构保温板建筑在低层房屋中的应用与推广。主要工作及研究成果如下:(1)开展了五块足尺比例装配式结构保温板楼板和两块足尺比例轻型木结构楼板的振动舒适度主观评测和振动舒适度试验研究,结果表明:a.激励方式对楼板基本自振频率影响不大:在环境激励、锤击激励还是脚后跟激励三种工况下,模态试验测得的楼板一阶自振频率基本一致;b.有无固定活荷载对楼板自振频率影响较大:楼板处于无外部活荷载的裸板状态时的一阶固有频率比楼板置以1.0k N/m~2均布荷载工况的一阶固有频率高50%-152.63%;c.花键类型和花键高度对楼板振动舒适度性能有一定影响:当花键类型不变时,增加花键(或搁栅)高度可提高楼板的自振频率、减小楼板的挠度变形和峰值加速度;当花键高度不变时,以单板层积材为连接花键的楼板振动性能最好,规格材花键次之,隔热花键最差;d.行走路线对楼板加速度响应影响不大,而人自重对楼板加速度响应有一定影响:随着人自重的增加,楼板加速度峰值增大。(2)运用ANSYS有限元软件对试验试件S2-S5进行建模和有限元模拟,并与试验结果比较,验证有限元模型的合理性和模拟方法的正确性。在此基础上,探究花键高度、楼板跨度与边界条件对装配式结构保温板楼板振动性能的影响。结果表明:a.花键高度增加与边界条件加固对舒适度性能的影响是正向的,而楼板跨度的增大则是反向的;b.对比国外现有振动舒适度评价标准,当跨度大于4880mm或花键高度小于235mm时,该结构形式楼板的振动舒适度性能不能完全满足要求,若以后推广此结构形式楼板,应加强其楼板组合作用及刚度,并密切关注其舒适度性能是否满足要求;c.建议以跨中挠度不大于2mm、裸板状态的固有频率大于15Hz、正常使用状态的固有频率大于10Hz,作为装配式结构保温板楼板舒适度的综合评价标准。
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