大跨度钢结构楼盖振动舒适度分析

结合实际案例,对某大跨度钢结构单体楼盖的振动舒适度进行分析计算,并复核计算峰值加速度满足人体舒适度的情况;介绍了大跨度钢结构楼盖模态分析、稳态分析、人行激励及人群节奏运动加速度分析的方法;阐述了柔性楼盖舒适度设计的注意要点。     

大跨度楼盖振动舒适度研究综述

大跨度预应力混凝土及钢-混凝土组合楼盖在体育建筑、大跨空间结构及高层建筑中的使用日趋广泛.由于大跨楼盖阻尼小、基频低,在使用者日常活动作用下会产生竖向振动,超过一定限度时会影响建筑的舒适度.因此,大跨度楼盖竖向振动舒适度设计与分析方法日益受到重视.本文综述了大跨度楼盖竖向振动舒适度问题、国内外设计规范以及控制标准,讨论了存在的问题及今后的研究方向.     

大跨度楼盖竖向振动舒适度的设计

近些年,我国地铁建设日新月异,地铁附属开发逐渐成为一种新的开发模式。由于地铁的制约,其附属商业开发出现很多大跨度建筑。在使用中,人的活动引起楼板竖向振动的控制对于建筑物的正常使用状态,是一个十分关键的因素,楼板振动问题是一个人机工程学和结构工程学的交叉课题,人对楼板振动的反应与振动大小、人自身的活动状态、人的心理反应都有关系。但我国目前还没有相应的控制目标、计算方法及相应规范。美国钢结构协会(AISC),国际桥梁协会(IABSE),日本建筑协会都研究了人群活动引起的楼板振动计算及振动引起的舒适度问题,但由于各种国内外技术水平和经济实力的差异,这些方法在实际应用中存在很多问题。本文通过对一个具体工程,对大跨度建筑在使用状态下,楼盖竖向振动舒适度的设计方法进行研究,参考国外资料,提出一个实用的控制目标和计算方法,可以在大跨楼盖设计中进行推广。     

人行激励下压型钢板-混凝土组合楼盖舒适度分析

为研究人行激励下大跨度楼盖结构的舒适度问题,对目前比较流行的压型钢板-混凝土组合楼盖体系进行有限元建模,在此基础上进行瞬态振动的分析,将得到的结果与美国规范AISC 11的计算结果和标准进行对比。结果表明:AISC 11计算方法对人行激励的简化并不合理,造成峰值加速度与实际误差较大,偏于不舒适;人行激励模型考虑了多阶简谐激励的作用和人行激励作用位置的变化以及人与楼盖相互作用的过程,更贴近实际。     

胶合木-混凝土组合楼盖人行荷载激励下振动舒适度研究

为研究胶合木-混凝土组合楼盖在人行荷载激励作用下的振动舒适度,对胶合木-混凝土组合楼盖进行了动力特性试验,测得其基本自振频率和阻尼比等相关动力特征值,并对该楼盖施加了多种人行激励工况,分析了步频、行走路径、行人数量、行走荷载布置方式、行走方式等因素对胶合木-混凝土组合楼盖振动性能的影响。结果表明:随着步频的增大和行走人数的增加,组合楼盖的峰值加速度逐渐增大;多人保持一致行走状态下组合楼盖的峰值加速度较随意行走的大;当步频相同时,原地踏步时的组合楼盖峰值加速度较连续行走的大。在试验研究的基础上,提出了胶合木-混凝土组合楼盖基本自振频率以及单人行走下峰值加速度的计算方法。最后结合国内外相关规范,建议采用自振频率和峰值加速度的双重指标来评价胶合木-混凝土组合楼盖振动舒适度,即楼盖的自振频率不小于15 Hz,峰值加速度不大于0. 15 m/s²。     

大跨度钢结构楼盖舒适度分析——以厦门市某办公空间为研究案例

随着大跨度楼盖的广泛应用,楼盖振动引起的舒适度问题日益突出,如何正确计算和评估楼盖的舒适度成为工程设计过程中的难点。通过介绍某一大跨度钢结构楼盖的设计实例,归纳了采用Midas Gen进行楼盖舒适度分析的要点,并结合现有规范标准从竖向振动加速度的角度对楼盖舒适度进行评估。     

有节奏运动荷载作用下大跨度钢筋混凝土楼盖竖向振动舒适度分析

以某学校风雨操场屋顶为研究对象,采用MIDAS/Gen软件进行动力时程分析,研究大跨度钢筋混凝土楼盖在有节奏运动荷载作用下的动力响应特性,分析结构阻尼比、梁高、板厚、附加荷载、荷载分布形式和荷载类型等因素对大跨度钢筋混凝土楼盖结构振动响应的影响。结果表明,增大阻尼比、梁高、板厚和附加荷载,可以减小大跨度钢筋混凝土楼盖的振动响应。     

某城楼大跨度钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度研究

以某城楼大跨度楼盖为工程背景,开展了钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度评估研究。首先通过现场动力特性测试获得的楼盖结构一阶竖向动力特性,校核了建立的整体结构精细化有限元模型,然后仿真分析得到了楼盖受单人行走、多人行走以及单人跳跃等多种激励的动力响应,最后开展了楼盖振动舒适度评价。结果表明:该新型楼盖结构竖向刚度整体较大,具有较好的振动舒适度;有限元建模可将混凝土叠合板等效为整体壳单元,根据刚度、质量等效原则增加板厚来模拟装饰面层,钢梁和混凝土板的连接可按刚接处理。研究结果可为类似楼盖振动舒适度评估与有限元精细化建模提供参考。     

组合楼盖振动控制

简述楼板振动特性,并根据国际标准化组织ISO关于楼板振动的判定准则,介绍国内相关设计方法,并对国内不同规范的设计方法进行对比分析。     

某大跨度室内运动场楼盖舒适度分析与设计

人们在楼盖上活动时,楼盖的振动会对人们的心理造成影响。当楼盖跨度较大,或有较大悬挑时,楼盖的竖向振动容易造成人员心理不舒适。国内相关规范普遍采用竖向自振频率与竖向振动最大加速度两个指标来评判结构的舒适度。采用Midas gen通用有限元结构软件,对南宁某大跨度室内运动场中舒适度两个指标进行分析计算,结果表明该结构满足舒适度要求。最后,分析了不同因素对舒适度的影响,得出了一些有益的结论。     

平安金融中心楼盖舒适度分析

采用有限元软件ETABS对118层的超高层办公大楼平安金融中心标准楼层进行了计算分析,结果表明楼盖的整体振动和局部振动均满足结构舒适度要求。     

大跨度楼盖结构舒适度控制

为了研究大跨度楼盖结构舒适度的控制,以某大跨度楼盖结构为实例,介绍了其舒适度分析及振动控制的过程。主要从结构舒适度的理论计算、减振方案的确定、TMD系统的调试、减振效果的现场实测4个步骤进行了分析研究。结果表明,通过在楼盖结构底面设置TMD,可以有效减小楼盖的竖向加速度,提升人行舒适度。     

行车荷载下大跨度钢筋混凝土楼盖舒适度评价

收集了国内外对钢筋混凝土大跨度楼盖舒适度的评价标准,采用时程分析方法,对瑞安客运中心停车站房的一块大跨度钢筋混凝土楼盖在汽车行驶荷载作用下的动力反应和最大加速度进行了有限元分析和舒适度评价,讨论了汽车荷载作用位置和行驶速度对舒适度的影响。     

钢-混凝土组合楼盖舒适度概念及工程实践

从研究楼盖舒适度基本概念入手,分析了影响楼盖舒适度的主要控制性因素,探讨了楼板舒适度的计算方法。结合某钢-混凝土组合楼板的实际工程计算分析,探讨各个控制因素对楼盖舒适度计算结果的影响。通过分析总结,对于楼盖舒适度的计算提出一些建议。     

财富中心悬吊楼盖结构舒适度设计及检测

大跨度空间结构楼盖的人行舒适度问题是结构设计中不可忽视的重要因素。在对结构舒适度使用性能的评价方法和评价标准总结归纳的基础上,提出了通过分析楼盖结构的振动特性,如最小自振频率、振动峰值加速度等,来控制楼盖结构的刚度,作为结构舒适度设计依据的方法。设计方法成功应用于财富中心的大跨度悬吊楼盖结构设计,并结合回廊第1阶的自振频率及模态的工程实测结果,验证了分析方法的可靠性。     

冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能试验及舒适度研究

为了研究冷弯薄壁型钢组合楼盖的振动性能,对3榀足尺比例的冷弯薄壁型钢组合楼盖开展了静载与动载试验。试验考察不同边界条件、楼盖梁形式、有无抗剪件对冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能的影响。研究结果表明:加强边界条件可以提高组合楼盖的刚度及自振频率,在实际工程的设计及应用时应考虑边界条件的影响;在相同截面高度下,不同截面形式的楼盖梁对组合楼盖的振动性能有一定影响;组合楼盖内部是否设置抗剪件对楼盖的刚度、自振频率与峰值加速度无影响。建议组合楼盖在1kN集中力的作用下最大挠度不大于2mm;在空载状态下,楼盖自振频率不宜小于15Hz;在正常使用阶段,楼盖自振频率不宜小于10Hz,振动强度不宜大于0.015m·s~(-2)。     

某大跨楼盖结构竖向振动舒适度分析

本文以某大跨钢桁架楼盖结构为例,运用Midas Gen软件并结合相关标准进行楼盖竖向振动舒适度分析,采用空间结构模型,结合楼盖的振动特性,在不同区域按不同方式施加不同频率的人行荷载激励,获得了楼盖结构振动响应的峰值加速度。     

大跨度钢筋混凝土楼盖竖向振动舒适度实例分析

大跨度钢筋混凝土楼盖多用于公共建筑中,一般具有隔墙少、刚度小、阻尼小及柔性大等特点。当在其上进行有节奏运动时,容易引发楼盖的竖向振动舒适度问题,造成人员不适。利用国内新近研究成果,采用动力时程的分析方法对两个实际工程中不同使用功能的大跨度钢筋混凝土楼盖舒适度问题进行了详细的分析,结果表明楼盖体系具有适宜的舒适度。分析结果可为大跨度楼盖舒适度的时程分析方法提供案例参考。     

有节奏运动作用下悬挑楼盖振动舒适度分析

以某悬挑钢筋混凝土楼盖模型为对象,介绍了有节奏运动荷载作用下悬挑楼盖的动力响应特性,并分析了结构阻尼、板厚、梁高、附加荷载等因素对楼盖结构振动响应的影响,为悬挑楼盖结构的竖向振动舒适度设计提供了参考。     

楼盖结构竖向振动舒适度评价方法

基于最大加速度响应谱方法,提出了一套行人激励下矩形楼盖结构竖向振动响应简化计算及舒适度评价方法。首先运用均匀试验方法,在考虑人行步行力随机性的情况下构造730条具有代表性的步行力时程,将楼盖结构在单人行走作用下的最大加速度响应谱包络线作为基准响应谱。讨论了响应谱对楼盖结构边界条件、尺寸及阻尼等因素的敏感性,同时考虑了人群自由行走对结构动力响应的放大效应,对上述基准响应谱进行修正。结合规范规定的最大加速度限值,以某实际工程中楼盖结构为例,说明了运用上述方法进行竖向振动舒适度评价的过程。方法计算量小,适用于振动舒适度初步评估。