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本文以重庆市铜梁县新城核心区小学建设项目3#楼(体育馆)2层风雨操场的大跨度预应力次梁楼盖为工程背景,针对类似大跨楼盖的竖向振动舒适度问题,利用有限元软件ANSYS精确建立该大跨度预应力次梁楼盖结构的有限元模型,对其竖向振动模态进行模拟分析,并与实测结果相比较,验证精细化建模思路及方法的适用性及准确性。在此基础之上,分析可能影响大跨楼盖舒适度模拟分析结果准确性及计算时间的因素,利用正交试验得出模拟分析参数设置的优化取值建议,并以该大跨楼盖在行走、原地跳跃、跑步及原地踏步这4类典型人致荷载作用下的实测结构峰值加速度为模拟分析效果的评价依据,验证所得参数设置优化取值的适用性及准确性,评价其对大跨楼盖舒适度模拟分析计算效率的提升效果。得到的主要结论有: ①以弱振情况下,有限元模型的精细化程度要求更高,具体的影响因素应考虑得更加仔细为建模指导思想,采用有限元分析软件ANSYS对该大跨楼盖结构精细化建模的思路及方法进行了一系列研究。结果表明,大跨楼盖模态分析结果符合该类结构振型的普遍规律,初步验证本文得出的精细化建模思路及方法可行。 ②通过现场实测,获得了该大跨楼盖的动力特性及其在4类典型人致荷载单人或多人同步激励下的结构竖向振动加速度。结果表明,实测模态结果与模态模拟分析结果吻合良好,再次验证本文得出的精细化建模思路及方法可行。结构竖向振动加速度实测结果可为后续研究提供对比参考。 ③针对网格划分大小、结构阻尼比取值、人致荷载加载次数以及积分时间步长这4个主要影响因素,以单一因素变化为原则,利用本文建立的精细化几何模型,研究上述因素对该大跨楼盖模态以及基于单人跳跃作用下的瞬态动力分析结果的准确性、计算时间的影响规律,并通过正交试验进行基于单人连续行走作用下的楼盖瞬态动力分析。结果表明,上述4个因素对于不同触地类型的单人运动形式所得的楼盖竖向振动加速度计算结果准确性及计算时间的影响规律基本一致。最终采用综合平衡法得到模拟分析参数设置的优化取值建议。 ④以该大跨楼盖在各个工况下的实测结构峰值加速度为模拟分析效果的评价依据,利用本文得出的模拟分析参数设置优化取值,进行各实测工况对应的结构振动响应模拟分析。结果表明,原地跳跃、行走及跑步3类人致荷载单人及3人同步作用下的结构峰值加速度模拟分析结果与对应实测结果吻合良好,随着上述3类人致荷载作用人数的增加,结构峰值加速度模拟分析结果与对应实测结果的相对误差逐渐增大,同步性问题是模拟分析结果误差的主要来源。 ⑤原地踏步人致荷载在单人作用下的模拟结果误差就已较大,其人致荷载数学模型及模拟方法有待更深入地研究。 ⑥对比参数设置优化前后的舒适度模拟分析计算时间,本文优化后的参数设置可将计算效率提升1倍以上。