关于压型钢板-秸秆板组合楼板舒适度研究的探讨

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1、关于压型钢板一秸秆板组合楼板舒适度研究的探讨路桂娟中国十七冶集团工程设计公司安徽马鞍山243099摘要针对传统混凝土楼板自重大、不环保等特点，本文提出一种新型楼板形式，即压型钢板一秸秆板组合楼板，它拥有自重小，整体造价低，承载力高、延性好，有利于抗震以及更轻更柔等优点，却带来了振动舒适度问题。需选择合适的人行激励荷载模型与荷载工况对组合板进行动力特性试验。最终可以利用经过验证可靠性的ANsYs有限元分析对实际工程适用的压型钢板一秸秆板组合楼板进行振动舒适度验算，从舒适度角度对所提出组合楼板的设计提出建议。关键词压型钢板；秸秆板；组合板；振动性

2、能；舒适度前言随着新型结构形式及结构体系的出现，以及民用建筑日益向高空发展，传统楼板结构的重量占整个结构重量的比例增大，楼板的轻型化显得越来越重要。在这样的潮流下压型钢板．秸秆板组合楼板也就应运而生，这种楼板属装配式建筑组合楼板，涉及建筑工业化生产，利于促进发展集约型社会资源，主要体现在：组合楼板能充分发挥材料性能，改善纯钢楼板和纯木楼板的刚度和承载力问题，符合工程实际需要；大量减少现场施工时间；可解决全国秸秆废弃资源利用问题，保护生态环境；同时秸秆板的阻燃、耐腐、防虫和绝缘等性能均能满足使用要求，因此本文提出的组合板具有很好的工程应用前景和

3、市场开发价值。但在组合板变得更轻更柔的同时，却带来了组合板振动舒适度的问题，所以需要对压型钢板一秸秆板的振动性能及其影响因素进行深入研究，以便为以后组合楼板的设计和应用提供依据【1】。1研究方案1．1试件组成组合楼板由两张秸秆板材加一张压型钢板组合而成，秸秆板材与压型钢板之间用高强度结构胶黏结，在固化胶结面处打入自攻螺钉，并用秸秆板材条将楼板纵向侧面封边，上、下用螺钉连接(如图1)。组合板中带有空腔，空腔中可填充苯板等保温隔声材料，也可方便地穿越电线等管线‘21。llO建筑与装饰2016年10期1．2试件方案图1组合板构造示意图表1组合板试件

4、方案试件型钢板高度型钢板厚度胶合板厚度螺钉间距连接方式备注编号“nm、nnml(mm)Sl85l511150销钉+胶S285l514150销钉+胶S3851518150销钉+胶S465l518150销钉+胶型钢板见

5、荨

6、2S5751518150销钉+胶S665l018150销钉+胶S76520850销钉+胶S8751518150销钉+胶型钢板见图3图2压型钢板第一种特征参数图3压型钢板第二种特征参数研究设计8块组合板，试验方案见表1，两端采用简支鱼!塑型!!§啦￡垒堕蛔实用技术的支撑形式。(1)A组试件共3块组合板，S1、S2、S3采用不同厚

7、度秸秆板(1lmm、14mm、18mm)，旨在探究秸秆板厚度的影响，为合理选择秸秆板厚度提供依据。(2)B组试件共3块组合板，s4、s6、s7采用不同厚度的薄壁型钢板(1mm、2mm、1．5mm)，旨在探究薄壁型钢板厚度的影响。(3)c组试件共3块组合板，s3、s4、s5采用不同高度的薄壁型钢板(85mm、65mm、75mm)，旨在探究薄壁型钢板高度的影响。(4)D组试件共2块组合板，s5、s8采用不同截面形式的薄壁型钢板(截面形式图1、截面形式图2)，旨在探究不同截面形式对组合板性能的影响。1．3舒适度研究方案对4组共8个试件依次进行振动性

8、能试验。激励方法和测试内容详见表2，同时组合板都采用两边简支的边界条件。表2组合板振动试验研究内容试验类90工况激励方法测试内容裸板与置以重物(相环境激励动力特性测试当于楼面活荷载的准楼板频率和阻尼比永久值)70kg人脚后跟激励70kg人以20Hz跨中原地踏步裸板与置以重物(相70kg人以1．7H涉频疆跨度动力响应测试当于楼面活荷载的准方向行走楼板最大位移点的永久值)70kg人以2oHz步频沿跨度加速度时程方向行走70k扒以25Hz步频沿跨度方向慢跑2压型钢板一秸秆板组合楼板振动性能的有限元分析2．1有限元模型(1)单元类型的选取压型钢板．秸

9、秆板组合楼板是由薄壁型钢板和秸秆板两种不同材料组合而成，所以采用有限元分析软件ANsYs中的shell63壳单元和solid45三维实体单元来进行建模分析，用shell63壳单元模拟薄壁型钢板，用solid45三维实体单元模拟秸秆板材，同时用质量单元Mass2l来作为附加质量模拟板上置重物的情况，建立压型钢板一秸秆板组合板有限元模型。(2)材料的本构关系由于研究的是在人行激励荷载作用下的组合板的振动性能，人行荷载相对较小，组合板发生的都是弹性阶段的变化，因此在本构关系的选取中，型钢板、秸秆板均选用线弹性的本构关系脚。(3)阻尼的选取Alpha

10、阻尼和Beta阻尼作为阻尼常数用于定义瑞利(Rayleigh)阻尼‘”。阻尼矩阵[c】通过口和卢分别乘以质量矩阵[肘]和刚度矩阵f￡1来计算，如式(1)所示。[c]