楼盖结构振动舒适度分析的荷载取值及其对质量和荷载激励的影响

实干、实践、积累、思考、创新。 近期审阅了几份楼盖振动舒适度分析报告,发现其中存在一些共性问题。借此机会,我也对相关要点作一梳理与总结。 本文主要依据《JGJ∕T 441-2019 建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》(以下简称《标准》),总结楼盖结构振动舒适度分析中的荷载取值及其对质量、荷载激励的影响。 楼盖振动舒适度分析与常规承载力设计在荷载取值上有所不同。在承载力设计中,荷载取值越大往往越保守;而在舒适度设计中,荷载取值不仅作为输入激励,也参与结构质量的形成,进而影响结构自振频率与振动响应。例如,对于附加恒载,若取值偏大,则质量增加,根据单自由度体系共振响应理论,质量增大会降低共振响应,此时计算结果反而可能偏于不安全。而对于参与振动的人群等效荷载,它同时作为激励荷载和质量荷载,其增减对加速度响应的影响并非单调,因此必须合理取值。《标准》第3.2节即对荷载取值作出了专门规定。 下图是《JGJ∕T 441-2019 建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》的3.2节,其主要内容可归纳为以下几点: 第3.2节规定的荷载用于计算楼盖的自振频率和振动加速度,即所选荷载将影响结构质量。 永久荷载 Gk应取下限值。因为若永久荷载取值偏大,通常会会降低结构的共振响应,因此需按《标准》取下限或合理值,避免因过度保守导致安全隐患。 对于行走激励和设备振动,主要考虑恒载 Gk和有效均布活荷载 Qq,Qq按表3.2.3取值。该值较承载力设计的活荷载小很多,故称为“有效”。 以有节奏运动为主的楼盖(如舞厅、健身房等),需同时考虑恒载 Gk​、有效均布活荷载 Qq 和人群荷载 Qp,Qp按表3.2.4取值。 根据表3.2.4及条文说明,人群荷载大致按单人重量 0.6~0.7 kN,结合不同场所的人群密度确定: 舞厅、演出舞台一般取 0.8 人/m²; 演唱会、体育看台一般取 2.0 人/m²; 仅进行有氧健身操的健身房取 0.3 人/m²; 兼有器械与有氧健身的健身房约取 0.2 人/m²; 体育场馆室内运动场地人员稀疏,可参照后者取 0.2 …

[振动控制] 人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估步骤 [Assessment steps for human induced vibration comfort of footbridges and corridors]

实干、实践、积累、思考、创新! 最近搞了几个连廊舒适度分析,人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估和一般楼盖舒适度分析有所不同,涉及到等效人群的概念,对荷载的计算和施加均有影响,此外还可能涉及竖向、横向、纵向三个方向的振动问题。 查了相关资料,做个总结,人行桥、连廊、天桥人致振动舒适度评估步骤,如下图 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] [01] [数学][软件] FOUR_TRAN Example 1: Filtering [FOUR_TRAN傅里叶分析工具使用案例1: 滤波] [02] [数学][软件] FOUR_TRAN Example 2: Square Wave Signal …

[振动控制] FOUR_TRAN 案例7: 钢楼梯实测振动数据(不同频率成分对加速度峰值的贡献) (FOUR_TRAN Ex7: Frequency spectrum of measured vibration data of Steel stairs)

实干、实践、积累、思考、创新。 最近参与的一个钢楼梯振动舒适度控制的项目,实测了钢楼梯在不同加载工况下的加速度时程。 在处理数据的时候发现,有些实测曲线整体看来变化较为平稳,有些曲线则会在局部出现一些零散的突兀点,而最大值往往就是这些突兀点控制。 下面是两组这样的曲线,第一组是相对平稳的曲线,第二组是存在明显零散的突兀点。 Data1 Data2 第一直觉,这些突兀点应该是高频成分导致。我们可以采用( [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] )对其他进行频谱分析,并通过滤波处理,获得不同频率成分的加速度时程,进行对比。 把数据导入FOUR_TRAN,进行分析如下。 第一组曲线不同频率成分的加速度时程曲线 第二组曲线不同频率成分的加速度时程曲线 汇总不同频率成分加速度曲线峰值 由以上分析可见: (1)第二组数据的高频成分比第一组数据大,40HZ~80HZ成分占据了加速度峰值达到原始数据的79.3%,远大于第一组数据的43.1%。 (2)对于第二组数据,零散的突兀点是高频成分所致!高频成分对加速度峰值贡献极大!! (3) 如果以峰值作为一个评价指标,这个时候高频成分的来源分析就特别重要。如果高频成分是真实的,比如一些附属结构引起,那就必须以实测值为准。如果高频成分是仪器不稳定引起,或者是测试时候受一些异常操作影响,那就应该过滤掉再进行评估。 (4)最后的最后,舒适度需要以真实体感结合为主,数字只是数字。 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] …