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床鸣现象与轻量焊接H型钢的运用

作者: 来源: 日期:2018/11/15 9:55:34 人气:14

  用带钢加工而成的轻量焊接H型钢运用于木结构房屋是一个不错的主意,它可以消除木结构房屋的“床鸣”现象。

  一些国家还有一些民族的房室钟情于木头结构。某发达国家在2010年实施“公共建筑等木材利用促进法”,从政府层面推进木造建筑的普及。在这种情况下,包括木造住宅在内的木造建筑和钢材共存成为钢铁企业必须解决的课题。

  木质材料具有温和感和容易加工的优点,被广泛用于住宅建造。但规模超过普通住宅的、以大型设施(塔等)为代表的大跨度木造建筑和商店、饭馆等等,由于蠕变现象,经过长时间发生变形的现象,人在床上面活动就“叫”起来,称之为床鸣现象。

  根据木造建筑的现实情况和木质材料的特点,保持木结构的优点,采用轻量化的H型钢用于木造建筑大跨度部位。轻量H型钢按“框组壁工法(2×4工法)”进行组合。用于木造建筑技术开发的第一个开发对象是木造建筑用小梁。开发出使用预镀锌H型钢经久耐用。

  该工法是使用五金零件将木制大梁、立柱与轻量焊接H型钢进行螺栓连接的施工方法。现行的木造建筑多采用金物工法,即用五金零件和螺栓对建筑部件进行连接的方法。在开发轻量焊接H型钢工法时,需要对金物工法使用的五金零件进行整合。轻量焊接H型钢工法仅对木造建筑的大跨度部位的小梁和小屋梁使用轻量焊接H型钢。轻量焊接H型钢工法的实施部位是一楼的大跨度结构店铺、住宅。

  轻量焊接H型钢工法开发和扩大应用中一个大的技术课题是保证良好的振动居住性。振动居住性评价方法是基于建筑学。为使建筑物具有良好的振动居住性,应减小最大位移和降低达到最大位移的速度,以及使加速度早期衰减。当地板大跨度化时,动态最大位移与静态位移同样增大,以及地板的固有振动数频率下降,容易与人步行等动作发生共振。由于这些原因,使大跨度建筑物的振动居住性下降。在轻量焊接H型钢工法实施时,为了防锈,横梁使用预镀层轻量焊接H型钢。

  在地板跨度方向和宽度方向的中心施加振动和进行检测。施加振动的方法是将3kg重的黏土块从400mm高度自由落下,以模拟人在地板上行走造成的振动。用设置在轻量焊接H型钢腹板上的加速度计和激光位移计检测加速度和位移,正号表示垂直向上。试验中观察到加速度振幅和位移振幅一度变小后再次变大的“拍频”现象。拍频是物理学术语。两个频率相近的波发生干涉,产生振幅周期性缓慢变化的合成波的现象叫做拍频。可以消除跨距7.2m的大跨距地板拍频现象,提高其振动居住性的一个对策是将横梁进行局部格子化配置。振动模型收敛于一个模型,成为拍频原因的频率相近的振动模型消失。房屋住起来既安全又舒适,没有了纯木结构的“床鸣”现象,造价也不高。


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