建筑产业化是我国建筑业发展的必由之路,建筑产业将成为推动我国经济发展的增长点,而建筑产业化的前提是具备与之配套的新技术、新材料和新体系。本课题正是顺应了这一发展趋势,突破钢筋混凝土等传统湿作业的楼板体系,以结构体系创新为出发点,充分利用冷弯型材壁薄、质轻、环保等优点,设计了新型截面形式的钢承楼板。以单位面积下刚度最大为目标函数,在满足安全性、适用性和耐久性等约束条件下,利用优化理论,建立了数学模型,通过MATLAB优化软件,对所设计的新型钢承板进行了优化,得到了最优的截面尺寸。 相对于钢筋混凝土楼板而言,虽然钢承板具有壁薄、质轻的优势,但由于阻尼小、耗能差,其舒适度可能会不满足适用性的要求,为此本文首先计算和分析了新型钢承板的动力特性;根据单步落足曲线确定了人的行走激励;利用时程分析法,计算了楼板在行走激励下的最大加速度响应,并对不同板跨、不同阻尼比以及不同板型下的最大加速度响应进行了分析,结果表明这三种因素,尤其阻尼比和板型对于加速度响应的影响较大。 目前国内外利用加速度限值判断楼板舒适性,但由于人体感觉的差异性,从而导致舒适度判断的模糊性和不确定性。因此,本文在模糊数学、概率论以及信号检测理论基础上引入了烦恼率的概念,并用烦恼率作为描述振动主观反应的量化指标。利用烦恼率计算和分析了四种类型的钢承板,结果表明,烦恼率可以非常清晰的表达出人对于楼板舒适性的满意程度;通过烦恼率可以确定板件适用的建筑类型。相对于办公建筑而言,住宅建筑对于舒适度的要求比较严格,本文建议采用C、D类的钢承板作为其楼板体系。