混凝土楼盖竖向振动舒适度分析

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发布时间：2021-09-18

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混凝土楼盖竖向振动舒适度分析
赵娜，刘永宁，王艳
(1．山东卓远建筑设计有限公司，山东青岛 266100；2．青建集团股份公司，山东青岛266100)
[摘要]介绍了国内外对楼盖竖向振动舒适度的控制方法，通过有限元程序ETABS对一工程算例进行单人步行激励作用
下的响应分析，比较影响楼盖竖向振动舒适度的各因素，得出有效提高楼盖在激励作用下竖向振动舒适度的方法，可用于指导
实际工程。
[关键词]楼盖；竖向振动；舒适度
[中图分类号]TU473 [文献标志码]B [文章编号]1001—523X (2016)07—0010—02
Analysis on Comfort of Concrete Floor Vertical Vibration
ZhaoNa， LiuYong．ning， WangYan
[Abstract]Building floor vertical vibration comfort control method at home and abroad is introduced，the response under
single foot encourage is analyzed on an engineering example by ETABS．Various influence factors of floor vertical vibration comfort
are compared．It is concluded that efective method can improve
，
the vertical vibration comfort of floor，and used to guide the practical
engineering．
[Keywords]building floor；vertical vibration；comfort
随着结构分析和施』=技术的提高、新型高强轻质材料的应
用、预应力混凝土以及钢一混凝土组合结构楼盖应用技术的
不断发展，大跨结构的使用日趋广泛。大跨度楼盖结构阻尼小、
柔性大、基频低，在人的活动和其他动力作用下会产生竖向
振动，超过一定限度就会引起使用者的不安和心理恐慌。所以，
在设计较大跨度的楼盖结构时不仅要计算结构的承载力，还
要分析楼盖的舒适度。下面介绍国内外对楼盖结构竖向振动
舒适度的控制标准。
1 楼盖竖向振动舒适度的评价标准
国内外对于楼盖竖向振动舒适度的控制主要有两个方面：
峰值加速度、自振频率。第一个控制标准一自振频率：加拿
大标准委员会建议商业建筑楼板的自振频率应大于8Hz。我国
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定：对混凝土楼
盖结构应根据使用功能的要求进行竖向白振频率验算，并宜
符合下列要求：住宅和公寓不宜低于5Hz；办公楼和旅馆不宜
低于4Hz；大跨度公共建筑不宜低于3Hz。另一个控制标准一
峰值加速度：JGJ3-2010《高层混凝土结构技术规程》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l的限值。
表1 楼盖竖向振动加速度限值
峰值加速度限值／(m／s )
人员活动环境蛏向振动频率不大
于2Hz 竖向振动频率不小于4Hz
住宅、办公 0 07 0．05
商场及窟内连廊 O．22 0 15
注：楼盖结构竖向自振频率为24 Hz时，峰值加速度限值可按线性差
值选取。
2 人行荷载的选取
采用单人强迫共振模型，考虑楼板上作用单个行人，不
考虑该荷载的移动特征，分别按典型楼板振型最大位置进行
激励，得到楼板的竖向加速度最大值。
将人行荷载简化为与楼板基频相对应的简谐力分量【3】：
FyPafCOS(2Ⅱ te。f) (1)
式中：P为单人体重，设计时取0．65kN；i为动荷载的阶数；
a 为第i阶简谐力的动力系数；为一阶步频。
收稿日期：20164)3—14
作者简介：赵娜(1978一)，女，天津人，工程师，主要从事混凝土
结构设计和教学工作。
·10·
设计中，动力系数a 与步频．产的关系可近似用公式(2)
表示。
Ⅱ =0．83exp (-0．3 厂) (2)
人行荷载频率2-8Hzl4l，本文在施加入行荷载竖向时程激
励时取荷载频率为3Hz，取5个周期进行计算。
3 人行荷载引起的楼板振动响应分析
对图1-3钢筋混凝土楼盖最不利位置施加人行荷载竖向时
程激励，分别改变楼板厚度、次梁截面、主梁截面、次梁数量，
比较楼盖自振频率、竖向峰值加速度的变化。混凝土楼盖混
凝土C30，阻尼比取为0．05，泊松比为0．2，弹性模量3．0×10 Pa，
作用均布永久荷载2kN／m~，均布可变荷载2kN／m2。采用