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。     

行人扶梯荷载作用下悬挑楼盖的振动测试与舒适度评价

针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人扶梯荷载作用下容易产生铅垂向振动,以某商业夹层中的悬挑楼盖为对象,通过现场振动测试,研究扶梯运行、行人数量、行走方向及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,依据测试数据,评价悬挑楼盖振动的舒适度及人员感知度。研究结果表明:行人步频是影响悬挑楼盖振动的主要因素,而扶梯运行与否则是次要因素;多人在扶梯上以同一步频双向行走时,对悬挑楼盖产生的振动响应较单向行走时有明显削弱的现象;采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时,悬挑楼盖的振动响应易超出舒适度限值;采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值。     

长沙国际会展中心精品酒店楼盖人致振动舒适度试验研究

选取长沙国际会展中心配套精品酒店第三层会议室27.3 m×15.6 m装配式钢结构集成楼盖建立足尺模型进行人致振动舒适度试验,获得该楼盖在单人行走、5人行走和10人行走等8种激励工况下的加速度响应,测试结果表明该集成楼盖人致振动舒适度满足要求。采用行走路线法对上述行走激励工况进行有限元模拟,将计算值与实测值对比,数据吻合较好。研究发现,当沿楼盖X向行走时,楼盖加速度响应较大于沿Y向行走;各主板间采用的灌缝处理削弱了楼盖的整体刚度;对人流进行分流可以有效的降低楼盖人致振动响应。     

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。     

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/s~2。     

宁波奥体中心游泳馆大跨楼盖舒适度分析

本文以宁波奥体中心游泳馆项目为研究背景, 针对项目存在的大跨度楼盖的振动舒适度问题, 进行了大跨楼盖舒适度的分析和设计。建立了楼盖的有限元模型, 分别考虑了人行走、跑动和跳跃等工况; 采用时程分析法求得结构在各工况下的加速度响应; 同时采用ATC给出的人不同环境下人舒适度所能接受的峰值加速度水平作为该项目的舒适度评价标准。计算结果表明本项目的大跨度楼盖具有适宜的刚度和舒适度。本文采用的计算分析方法及评价标准对同类型大跨度楼盖的舒适度分析具有一定的参考价值。     

新型预制装配式楼盖人行荷载下舒适度试验研究

选取自振频率与峰值加速度双控标准,对新型楼盖进行人行荷载下的舒适度试验,分析了各行连接件、步频、人群规模、行走路线、人行荷载布置方式等因素对楼盖竖向振动的影响,结果表明:跨中连接件对楼盖振动的影响大于其他位置的连接件;步频及人群规模越大,振动响应越大;最不利的行走路线是沿横板向行走并通过低阶振型中心;最不利的布载方式是常规板双侧布置人群荷载。5种因素对楼盖的影响程度由大到小依次为:各行连接件、步频、人行荷载布置方式、行走路线、人群规模。选取最不利情况对楼盖进行了舒适度分析,结果表明该楼盖满足舒适度要求。     

全装配式RC楼盖建筑结构振动台试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)建筑结构动力特性与地震响应，设计制作了采用DCPCD的4层2开间单跨框架-剪力墙结构1/4缩尺模型，并通过不同水准地震作用下的振动台试验，研究了结构的破坏形态、加速度与位移响应、楼盖平面内变形规律与楼盖平面内刚性特征等。结果表明：在加载过程中，全装配式RC楼盖表现出良好的工作性能，能较好地协同各榀抗侧力结构共同受力；结构整体呈现出典型的框架-剪力墙结构的出铰顺序和破坏形态；结构的自振频率随地震水准峰值加速度的增大而减小，阻尼比随地震水准峰值加速度的增大而增大；在弹性阶段结构一阶振型以整体侧移为主，伴随着一定的楼盖平面内变形；随着地震水准峰值加速度的增大，在加载后期楼盖的平面内变形愈加明显，且结构出现了一定的扭转反应，结构累积损伤已较为严重，各抗侧力构件水平振动同步性逐步降低；模型结构中的DCPCD存在不满足国内外标准中刚性楼盖界定的现象，建议应用中考虑楼盖的平面内变形对结构动力特性与地震响应的影响。     

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。     

宜兴某学校屋顶操场楼盖振动舒适度分析

宜兴某学校屋顶操场楼盖为钢筋混凝土—大跨度型钢混凝土楼盖,局部跨度较大,易产生振动舒适度问题。建立了楼盖结构有限元模型,进行模态分析,得到了楼盖竖向振动自振频率和模态;考虑行走、跑步、广播体操动力荷载,进行时程分析,得到了楼盖竖向振动加速度响应和峰值加速度;选定评价标准,对楼盖振动舒适度进行了评价。分析结果表明,此楼盖结构能满足振动舒适度要求。     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖舒适度实测与研究

大跨度楼盖结构人员舒适度控制指标为竖向振动频率及竖向振动加速度。以黑龙江中医药大学文体中心B区的57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该结构进行了现场竖向振动模态测试,获得了该楼盖结构前4阶竖向自振频率、振型及竖向加速度,并采用有限元方法对结果进行了分析与评价。研究结果表明：楼盖竖向1阶振动频率的有限元分析和测试结果均满足现行规范要求;楼盖竖向峰值加速度实测结果满足小于0.005g的要求,不会引起人体的不舒适;有限元方法计算频率比实测结果偏高,是因约束条件不同所致,故设计中需要考虑楼盖与柱的刚性连接。     

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。     

Vibration serviceability of pre-stressed concrete floor system under human activity

A comprehensive research was undertaken to study the vibration serviceability of a long-span pre-stressed concrete floor system intended to be used in an indoor badminton court, using the field test and finite element method. Specifically, heel-drop was adopted to capture the natural frequencies and modal damping ratios of the floor system and the tests for jumping impact and different types of human excitations (walking, running and hopping) were performed to capture the acceleration responses. The floor system is found to have low frequency and modal damping ratio. The comparison of the experimental results with the published values from China’s design code, AISC design guide and PCI design handbook indicates that the pre-stressed concrete floor system exhibits satisfactory vibration perceptibility overall. The acceleration threshold value given in the China’s code and AISC design guide may be conservative for the pre-stressed concrete floor under hopping excitation. For determining the fundamental natural frequency analytically, fixed-pinned support condition is recommended for accounting for the effect of adjacent structures on floor stiffness. Coefficients β_rp is proposed to calculate the RMS acceleration conveniently by hand.     

行走激励下大跨度楼板振动的最大加速度响应谱方法

人的走动引起的楼板振动是大跨度楼板正常使用极限状态设计中需要考虑的重要问题,现行规范给出的静力挠度控制并不能充分体现大跨度楼板正常使用的内在要求。本文根据实测有代表性的落步曲线,采用ELLINGWOOD方法构造激励函数,进行了大量的时程分析计算,得到了不同阻尼、跨度和边界条件下梁板结构振动的最大加速度响应谱,分析了该响应谱对计算所采用的振型阶数、跨度、阻尼、边界条件等因素的敏感性,从而得到了加速度响应谱的包络曲线,给出了人走动引起梁振动的简化计算方法,本文提出的方法避免了时程分析在荷载处理上的麻烦,计算得到的结果与时程分析的结果有较好的一致性。     

钢框架-筏基结构与土相互作用试验研究

介绍了室内土槽中1∶4钢框架模型的低频激振试验,利用激振器输出地震波激振钢框架模型,拾振器测量楼层加速度和位移响应,通过频谱分析测得模型的基频和自振周期,求得减震系数。采用SAP 2000对刚性地基上模型输入与试验相同的地震波,计算出模型的基频、自振周期、顶层加速度峰值和顶层位移峰值,并与试验值进行对比。结果表明,考虑土-结构相互作用后,结构的自振周期均有所延长,刚度相同、楼层质量大的模型周期延长比较大,顶层位移峰值增大,加速度峰值减小。绘制出位移放大系数和加速度折减系数随结构刚度的变化曲线,对位移放大系数和加速度折减系数随结构 (k/m)的变化规律进行拟合,得到可供工程抗震设计参考的拟合曲线。     

人行荷载作用下大跨楼盖多模态振动控制方法研究

对于模态频率密集分布的大跨楼盖,往往存在多个模态能够被人行荷载激发产生共振,目前对此类问题尚无完善的振动控制方法。以大跨楼盖为对象,采用调谐质量阻尼器（TMD）,基于人行荷载幅值的频域分布,针对与楼盖各共振模态形状相关并能激发楼盖最不利振动的荷载激励条件,提出了采用有限数量TMD对楼盖多个振动模态进行综合控制的设计方法。以某大跨楼盖的多重调谐质量阻尼器（MTMD）减振设计为例,首先采用有限元方法模拟实际人行作用下的楼盖反应并检验振动控制的效果,然后对比了多模态优化方法和单模态优化方法设计的MTMD对频率不同疏密程度分布的楼盖振动模态进行减振控制的效率。结果表明,考虑多模态叠加设计MTMD能够对整个人行激励频带范围内的楼盖振动模态进行综合控制,实现了楼盖各个共振模态处响应峰值的一致性,对模态频率分布较密集楼盖的减振具有更好的适用性。另外,楼盖的不利振动不仅由低阶模态控制,人行激励下楼盖高阶模态共振同样产生非常不利的影响。     

超高层建筑办公楼面竖向振动舒适度分析

超高层建筑由于其建筑功能的需求,如办公空间的宽敞导致了楼盖跨度增大,或是由于施工速度的要求,通常采用的铜-混凝土组合楼板致使楼盖结构整体偏柔,这些因素都会导致此类楼盖可能存在竖向振动舒适度问题.对某一起高层建筑办公楼盖体系进行了竖向振动舒适度分析和评估,采取国内外较认可的频率、加速度双控标准来评估其竖向振动舒适度.先后采用了AISC规范和有限元软件对钢-混凝土组合楼板的自振频率和人行荷载下的加速度进行了计算,结果显示该工程楼盖自振频率与 加速度响应都满足我国规范的限值要求;AISC规范在组合楼盖自振频率计算方面较为可靠,而加速度响应计算偏于保守.模态分析和瞬态分析结果表明,具有悬挑部分的组合楼盖需要着重考虑悬挑楼板区域的振动影响.     

基于舒适度的钢桁架-混凝土组合楼板动力特性研究

大跨楼盖结构的振动舒适度问题在结构设计中不可忽视,钢桁架-混凝土组合楼板是大跨结构中常用的楼板形式.针对该类型楼板的振动舒适度问题,建立简化层合梁模型以及精细的层合板模型,分析结构动力特性的影响因素和影响机理,并建立某真实结构的参数化有限元模型,计算细部构件对楼板振动频率影响规律.研究表明:当混凝土板和钢桁架的弹性模量...     

半刚性悬挂结构体系减振避震机理及参数优化

提出了一种新型悬挂结构体系--半刚性悬挂结构体系。该结构体系在悬挂楼段与转换层之间设置半刚性层,其间设置减振阻尼装置。通过时域内输入El Centro波、Taft波以及人工波,验证了该体系具有良好的动力响应特性。根据随机振动理论,在复数域内推导了体系的随机振动响应表达式;以主体核筒结构顶点位移和半刚性层的层间位移为目标函数,编制了MATLAB计算程序,对体系中影响结构动力响应的阻尼器的刚度和阻尼、悬挂质量比及半刚性连接的转动刚度等进行参数分析。计算结果表明：该体系能够有效减小地震动力响应,半刚性层的层间位移较大,主体结构顶点位移和悬挂楼层的层间位移较小;对于文中给出的结构算例存在最优参数组合：阻尼器刚度和阻尼分别为1×107/N/m和1×107N•s/m,悬挂质量比取3.0,半刚性连接转动刚度为3.14×104N•m/rad;当半刚性悬挂结构的参数取得最优组合时,主体结构动力响应和半刚性层层间位移均可得到较好的控制,结构的减振避震性能明显提高。