基于MidasGen软件的钢桁架连廊舒适度分析
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2022年10月24日 13:37:40
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 本项目在住院楼与妇儿专科楼10层、11层和12层之间有平行布置的跨层钢桁架连廊。支座中心跨度约为47m。如图所示。   根据建筑空间功能的要求,连廊楼板局部开洞,对结构整体面内面外刚度均造成削弱。在满足钢结构截面强度和杆件稳定的情况下,对钢桁架连廊进行挠度和楼板舒适度验算。本结构计算采用3D3S空间钢结构设计软件和Midas Gen三维有限元分析程序。 对钢结构连廊通过特征值分析得到结构的竖向自振频率为

 本项目在住院楼与妇儿专科楼10层、11层和12层之间有平行布置的跨层钢桁架连廊。支座中心跨度约为47m。如图所示。

  根据建筑空间功能的要求,连廊楼板局部开洞,对结构整体面内面外刚度均造成削弱。在满足钢结构截面强度和杆件稳定的情况下,对钢桁架连廊进行挠度和楼板舒适度验算。本结构计算采用3D3S空间钢结构设计软件和Midas Gen三维有限元分析程序。

对钢结构连廊通过特征值分析得到结构的竖向自振频率为3.068Hz3D3S)、2.964HzMidas Gen),频率基本满足要求。


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7.9.1 钢连廊平面示意图

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7.9.2 钢连廊第一竖向自振振型f=3.068Hz3D3S

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7.9.3 钢连廊第一竖向自振模态f=2.964HzMidas Gen

  最大变形点发生位置为楼板局部大开洞端部,如图7.9.4所示。

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7.9.4 钢连廊竖向荷载下变形图Midas Gen

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-20103.7.7条规定:楼盖结构应具有适宜的舒适度。楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3HZ,竖向振动加速度峰值不应超过表 7.9-1的限值。

采用Midas Gen对楼板进行单点连续步行、行走路线模拟下,结构的竖向振动加速度验算。

7.9-1楼盖竖向振动加速度限值(引自《高混规3.7.7》)

人员活动环境

峰值加速度限值(m/s2

竖向自振频率不大于 2Hz

竖向自振频率不小于 4Hz

住宅、办公

0.07

0.05

商场及室内连廊

0.22

0.15

注:楼盖结构竖向自振频率为2Hz~4Hz时,峰值加速度限值可按线性插值选取。

7.9-2舒适度分析激励荷载选取

工况

激励荷载

描述

CASE1

连续步行

考虑上下两层大开洞端部各一人同时原地踏步

CASE2

行走路线模拟

考虑上下两层各一股人流从连廊一端走向中部,行走一步的时间约0.6s

提取时程分析中楼板开洞边缘不利点的竖向加速度响应曲线,如图7.9.5所示,两种工况下竖向加速度峰值均小于规范限值0.192m/s 2要求。

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7.9.5 钢连廊竖向荷载下变形图Midas Gen

根据计算得到钢连廊在荷载标准组合下最大挠度为42.89mm,满足1/400的挠度要求。

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7.9.6 钢连廊标准组合下变形等值线图(3D3S

结论:钢连廊满足正常使用极限状态以及使用舒适度的要求。

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知识点:钢桁架连廊舒适度分析

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