冷弯薄壁型钢混凝土组合楼盖振动性能试验研究.docx
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冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖振动性能试验研究贾子文1周绪红1,2(1.长安大学,陕西西安710061;2.兰州大学,甘肃兰州730000)摘要:对构造不同的四块足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖模型进行振动性能的动载试验。在正常使用阶段,研究压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、刚性支撑件、楼盖端部约束条件等构造设置和楼面活荷载对组合楼盖自振频率的影响。研究表明:组合楼盖的自振频率随楼面活荷载的增加而降低;减小压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、相邻楼盖梁的跨中位置设置刚性支撑件及加强楼盖端部约束均能提高组合楼盖的自振频率。采用ANSYS有限元程序对试验模型24种荷载工况的振动性能进行模态分析,有限元模态自振频率与试验自振频率吻合较好。提出的理论公式能够较好预测组合楼盖的自振频率。在正常使用阶段荷载标准组合下,建议组合楼盖的自振频率不小于10Hz。关键词:组合楼盖;冷弯薄壁型钢梁;自振频率;试验研究;有限元模态分析;理论公式中图分类号:TU398+.9文献标识码:A文章编号:1000-131X(2011)04-0042-10Experimentalstudyofvibrationbehaviorofcold-formedsteelconcretecompositefloorJiaZiwen1ZhouXuhong1,2(1.Chang’anUniversity,Xi’an710061,China;2.LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)Abstract:Fourfullscalecold-formedsteelcompositefloorswithdifferentpatternsofconfigurationweredynamicallytestedtostudythevibrationbehavior.Intheservicestage,whenthespacebetweenscrewsconnecttheprofiledsteelsheetandthecold-formedsteeljoistswerechanged,ortherigidblocking,endconstraints,floorliveloadweredifferent,effectstothefundamentalfrequencyofcompositefloorwerestudied.Thestudyshowsthatthefundamentalfrequencydeclineswiththeincreaseofthefloorliveload,andthefundamentalfrequencycanbeimprovedbyreducingthespacebetweenscrews,settingrigidblockingsatmid-spanofadjacentjoists,orstrengtheningthefloorendconstraints.Throughmodalanalysisofthevibrationbehavioroftheexperimentalmodeunder24loadcaseswithANSYSFEM,theFEMresultsareingoodagreementwiththeexperimentalresults.Finally,aformulatoforecastthefundamentalfrequencypreferablyisproposed.Undernominalcombinationofloadsduringservicestage,10Hzissuggestedasthefundamentalfrequencyofthecompositefloor.Keywords:compositefloor;cold-formedsteeljoist;fundamentalfrequency;experimentalstudy;finiteelementmodalanalysis;theoreticalformulaE-mail:ziwenjia@163.com为了解决楼盖的振动问题,美国应用技术委员会(ATC)[1]提出了行走激励下避免轻质楼盖共振的自振频率不应小于8Hz,并且当1kN集中荷载作用在楼盖中心时,楼盖跨中挠度不应超过2mm的设计准则。美国钢结构设计协会(AISC)[2]除了限制楼盖的最小引言如图1所示的冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖,在正常使用阶段人的行走激励或冲击荷载作用下容易出现振动现象。自振频率外,还要求楼盖振动的加速度峰值α与重力p加速度g的比值不能超过规定的限值。我国JGJ99—基金项