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屋面防水岩棉板风致阻尼性能的研究工作

  目前,针对防水岩棉板阻尼特性对大跨度结构风致响应影响的研究还没有,本文针对岩棉屋面板的风致阻尼特性开展了以下三方面工作:

  (1)同上下金属面板比较,岩棉是屋面板阻尼减振性能的主要贡献元件,因此经过试验的手段向岩棉材料的力学及阻尼性能进行研究,利用德国 Zwick/Rol多能材料试验机对岩棉夹芯材料进行了拉伸压缩试验,测得了岩棉材料的各向弹性模量、泊松比和抗拉压强度,采用振动梁法测量岩棉材料损耗的因子,并依据试验的结果拟合得出了岩棉材料和频率相关损耗因子的曲线。

  (2)对直立锁边防水岩棉屋面板的阻尼特性进行了研究,介绍了复合材料损耗因子计算的方法,采用了模态应变能法解析了一块典型的0.4mx2m防水岩棉板的前200阶模态的损耗因子,并对不同夹芯厚度、屋面檩距条件下的屋面板阻尼性能进行了参数分析,依据计算得到的屋面板各阶模态下的损耗因子,进一步分析了不同频率筒谐荷载作用下屋面板刚度和阻尼对其角点反力大小的影响。分析表明,屋面板的有限刚度会放大角点反力而阻尼效应对高频激励能起到显明的减振效果。

  (3)观察防水岩棉屋面板有限刚度与阻尼效应对结构动力响应的影响。对一个铺设岩棉夹芯屋面板、跨度为16m的简支梁结构进行算例分析。观察不同频率简谐荷载激励下,屋面板刚度和阻尼对简支梁跨中弯矩应的影响,末后在该简支梁算例模型上施加人工生成的风压时程,观察了考虑屋面板和不考虑屋面板的简文梁跨中弯矩时程差异,分析表明,相对常规计算方法,考虑铺设防水岩棉板后的主结构弯矩响应有显明减小,在屋盖结构风振响应分析中考虑屋面板的力学性能是有相当重要的。