轻钢活动板房动力特性研究及振动舒适度分析

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冷弯薄壁轻钢结构活动板房是一种广泛应用于临时工棚、救灾安置房等工程领域的特殊建筑结构,具有运输、移动方便,可随意装卸等优点,但由于其质量轻、柔度大、阻尼小,会在人日常活动激励下产生明显振动,引发板房内人员的不适。针对上述问题,本文结合试验、有限元模拟研究了活动板房的动力特性,并在此基础上进行了人致振动响应试验,参照国内外标准的同时对该种建筑进行了舒适度分析。主要研究内容和结果如下:选取了一幢冷弯薄壁轻钢结构活动板房作为试验平台,通过自由振动衰减法测试了活动板房的基本动力特性,得到了板房竖向和横向振动的一阶频率以及阻尼比。进一步结合ANSYS有限元分析了结构的基本动力特性,并基于实测结果对有限元模型进行了修正,获得了结构的有限元模型。通过试验得到了单人沿长宽两种方向,以2.0Hz的频率行走激励下冷弯薄壁轻钢结构活动板房楼盖的竖向与横向振动响应,结果表明:在人行作用下,结构会出现明显的竖向振动和横向振动,其中竖向振动更为明显;沿结构长方向行走产生的振动明显大于沿宽方向行走产生的振动。在振动响应测试的基础上,分析了结构振动舒适度。结合现有国内外结构振动舒适度标准与规范,系统阐述了目前舒适度评价方面的研究成果和现状,并选用了相应的振动加速度限值标准。在此基础上,采用频率计权模拟滤波器分析计算经频率计权后的均方根加速度,对冷弯薄壁轻钢结构活动板房的楼盖进行了舒适度评价,结果表明,该活动板房横向振动量相对较小,舒适度能够满足相关标准要求;竖向振动量较大,存在严重的竖向舒适度问题,若该临时板房用于住宿或办公,须对其进行一定程度的改造方可继续投入使用。
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