远大小天城高层钢结构顺风向舒适度分析

以57层的小天城高层钢结构工程实例为背景,采用谐波叠加法,通过MATLAB语言编程模拟在B类地貌下的脉动风速曲线和脉动风压曲线,利用有限元软件MIDAS Gen建立结构计算模型,分析脉动风压作用下结构的顺风向风振响应。分析结果表明:有限元软件计算的结构顶点峰值加速度与加拿大规范、我国JGJ 99—98《高层民用建筑钢结构技术规程》建议的顺风向顶点峰值加速度公式的计算结果基本吻合。按我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》规定,取钢结构房屋的结构阻尼比为0.02时,小天城结构顶点峰值加速度能够满足我国规范限值的要求。     

李自健美术馆圆环结构楼盖人致振动舒适度研究

李自健美术馆圆环结构支承于3个相距50m的带斜撑钢结构筒体,最大悬挑长度为19m,最大跨度为45m。以结构动力学理论为基础,采用数值模拟方法对结构施加单人行走、多人同步行走、随机行走、同步起立、单人跳跃、多人跳跃等23种激励,验算其振动舒适度。主要研究人致激励下结构的动力时程响应,将各工况下结构的峰值加速度与美国钢结构设计协会(AISC)规定的限值对比。结果表明,结构人致振动舒适度满足要求。研究发现,在对此类复杂结构进行人致振动舒适度设计时,应选取结构敏感频率范围内的所有最不利振动区域进行分析,并根据建筑使用功能选取激励工况,充分考虑结构在使用周期内可能出现的所有激励形式,尤其是节律性激励,如跳跃和起立激励。     

舞蹈教室楼盖人致荷载振动舒适度分析

舞蹈活动可对楼盖产生较大的荷载激励,某舞蹈教室楼盖基频处于人致荷载的敏感频率范围。基于行走和舞蹈活动中可能出现的荷载类型,选择单人步行、人流自由行走、节奏性活动、舞蹈的跳跃、舞蹈中集体起立等人致荷载激励计算各楼板振动峰值加速度,计算结果表明,舞蹈教室的楼盖舒适度满足要求,舞蹈的跳跃、舞蹈中集体起立为舞蹈教室楼盖人致振动的不利工况。相关荷载模型和分析方法可为类似结构设计提供参考。     

甘肃省体育馆悬吊楼盖人致振动舒适度现场测试研究

对于悬吊楼盖,其悬吊端竖向刚度较弱,人群荷载激励下易发生较大振动.以甘肃省体育馆13.500m标高悬吊楼盖为研究对象,在主体结构完工后,首先,测试了楼盖在环境脉动激励作用下的振动模态;其次,参照楼盖的振动模态实测了楼盖在不同激励下包括单人行走、多人行走、多人跳跃、多人跑步、自由运动等工况下的加速度反应;最后根据楼盖的建筑使用功能,以峰值加速度为指标评估该悬吊楼盖的振动舒适度.结果 表明,悬吊楼盖在人行荷载作用下存在较为显著的振动响应和一定程度的振动舒适度问题,人致激励的类型和路线对楼盖的振动舒适度有显著的影响.     

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。     

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.     

绿地南昌国际会展中心二期大跨度楼盖人致振动分析与实测研究

大跨度楼盖在结构高度受限时,除了满足强度和变形的要求,在人致振动下还应具有适宜的舒适度。不满足舒适度要求时,在振动最大的跨中位置安装调谐质量阻尼器(简称TMD)是一种高效的减振方案。设计阶段,对主体结构的竖向振动频率只能依据理论分析结果,难以预估结构楼板、建筑面层、建筑装修等因素对主体结构竖向振动频率的影响,须在结构建成后,通过一定的人行激励方式模拟将来的实际使用状况,现场测试大跨度楼盖的竖向振动频率,再通过调整TMD的参数,以期达到最优的减振效果。南昌国际会展中心二期宴会厅和会议厅上下叠放,综合建筑净高、结构经济性、使用舒适度等因素后,采用实腹钢梁+TMD减振装置的结构方案。在设计阶段进行了深入的理论计算分析,现场主体结构施工完成,TMD安装后,对楼板固有频率和振动特性进行了测试分析,并与理论分析进行对比。分析结果可以用于指导后续类似项目的设计。     

青岛体育中心训练馆大跨楼盖人致振动实测与分析

在青岛体育中心训练馆大跨楼盖上安装了振动监测系统,监测楼盖在使用状态下的振动幅值并进行振动舒适度的评估。基于ANSYS通用有限元软件建立了该楼盖的分析模型,并施加单人及群体荷载,计算得到的响应与实测响应进行了比较,结果表明,该建模方法及荷载取值合理。     

混凝土楼盖竖向振动舒适度分析

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。     

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。     

大跨度钢结构楼盖竖向振动舒适度的研究

以某工程60m跨度钢结构楼盖为背景,对大跨度钢结构楼盖舒适度的校核与改善做了研究。在楼盖中采用了多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统,对楼盖减振前后在各种不利工况作用下的动力响应采用SAP2000进行了计算分析。为了验证减振效果,对楼盖的实际动力特性及楼盖在安装阻尼器前后的响应作了现场测试,试验结果与理论计算基本一致。实践表明,多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统对于大跨度楼盖竖向振动舒适度的改善具有一定效果,可以在类似大跨楼盖结构中推广。     

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。     

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。     

考虑人-结构相互作用装配式轻质楼盖振动舒适度评估

考虑人-结构相互作用,精确评估了装配式轻质楼盖的振动舒适度,评估结果以概率的形式给出,并通过半刚性约束提高了楼盖振动舒适度。建立了行人-楼盖相互作用的耦合振动控制方程,控制方程是与时间相关含Dirac函数的偏微分方程,用微分求积-积分求积(DQ-IQ)混合法进行处理,得到楼盖的加速度响应。以轻质、模态较为密集的冷弯薄壁(CFS)组合楼盖为例,分别用振型分解法和DQ-IQ混合法计算当行人以中速步频通过楼盖时楼盖的加速度响应,对比两种方法的计算结果,验证了DQ-IQ混合法的准确性。行人以中速步频通过楼盖时,得到相应步频下楼盖特定的峰值加速度对应的概率值以及不大于某个特定峰值加速度累积概率值,并统计了在半刚性约束下取不同刚度系数楼盖满足舒适度限值时的累积概率。结果表明,采用半刚性边界条件时,通过增大刚度系数可降低楼盖的加速度响应,增大楼盖舒适度累积概率,使得楼盖满足舒适度要求,当刚度系数为10.5时,楼盖舒适度概率达到100%。在考虑装配式楼盖振动舒适度要求时,刚度系数可为设计时边界条件转动刚度的选取提供参考,可为设计时半刚性约束系数的选取提供参考。     

预应力混凝土刚架索梁楼盖体系振动舒适度研究

介绍了国内外振动舒适度评价标准及评价指标,结合大跨度楼盖振动舒适度问题,指出预应力混凝土刚架索梁楼盖体系竖向振动频率不小于3Hz,作为办公室在落足激励下竖向峰值加速度不大于0.5%g。通过SAP2000建立了预应力混凝土刚架索梁楼盖体系"杆单元-壳单元"三维计算模型,对该楼盖振动舒适度进行了评价。该计算模型以Murray建立的落足模型为基础,考虑了测试人员的实际体重,通过时程分析方法得到预应力混凝土刚架索梁楼盖体系在落足激励下的峰值加速度时程响应,并在此基础上得到楼盖竖向振动基本频率,计算所得峰值加速度和基本频率与试验结果吻合良好。     

大跨度结构人致振动舒适度及生命周期费用分析

人致荷载作用下,大跨度人行桥、连廊和楼盖等结构易产生过量振动,引发舒适度问题,现行规范给出的静力挠度控制不能充分解决这一问题。利用人群荷载的功率谱密度分布求得均方根加速度响应;结合烦恼率模型,建立了评价大跨度结构的人致振动舒适度的生命周期费用模型;以位于上海地区的某大跨度悬挑楼盖为对象,采用生命周期费用模型计算不同设计方案下结构的生命周期费用,对该大跨度楼盖是否安装多重调频质量阻尼器(MTMD)进行了投资决策,说明了本模型的有效性。     

某钢结构人行桥人致侧向振动及舒适度分析

以某钢结构人行桥为例,建立有限元模型,分析其侧向振幅过大影响行人行走舒适度的原因,得出原设计主跨跨中侧向加速度幅值位于不舒适级别,采取设置K形平联以提升结构侧向刚度进行振动控制,达到预期效果。案例证明,中小跨径的钢结构人行桥也可能出现人致侧向振动,建议在人行桥设计阶段采用频率调整法和限制动力响应值法相结合进行振动特性研究。在没有提出适合中国国情的人行桥动力设计指南前,参照德国指南(EN03)中以桥梁自振频率与行人承受的峰值加速度限值相结合的方法对行人舒适度进行评估。     

某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖舒适度实测研究

以重庆市某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖为研究对象,通过施加多种人致荷载进行振动实测,研究该楼盖在人致荷载作用下振动响应规律,对比国内外基于加速度振级、结构基频、加速度的舒适度评价标准,选取适用于该类型楼盖的舒适度评价标准。实测初步证明,在梁底增设减振底板能有效提高该类型楼盖的舒适度。     

大跨径人行桥人致振动舒适度分析

对于大跨径轻柔桥梁结构,在行人激励之下更容易发生大幅振动,引起舒适度问题。依托国内某大跨径人行桥,参考国外人行桥设计指南,通过有限元时程分析方法,计算获得不同荷载激励下结构最大加速度响应时程曲线,进行行人振动舒适度评价。另外,针对不同模态设计相应的TMD减振系统,并进行减振效果分析。     

大跨度结构楼盖竖向振动舒适度分析及TMD设计

大家已经公认,在人致振动下加设调谐质量阻尼器(TMD)是目前发展迅速的大跨结构上最有效的结构振动保护措施之一,但也有很多由频率过于敏感而引起的局限性和负作用。为了研究在大跨结构使用TMD在人致振动下的工作情况,为体育馆结构设计了主要用于抵抗人致振动的减振方案,并把相同工况下减振前后的结构反应加以比较。计算结果表明,TMD可以有效降低结构在人致作用下的加速度。作为一个案例研究——一个为大跨结构舒适度设计的TMD系统,通过它的分析、计算和设计,以及产品应有的测试全过程,进行了讨论。