大跨度楼盖竖向振动舒适度

竖向振动加速度宜采用时程分析方法计算。
（高规附录A.0.1）
接收者-舒适度评价标准
• 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）
3.7.7 楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz; 楼盖结构竖向振动加速度限值
•
高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98）
组合板的自振频率ｆ不得小于15Ｈz。
midas Gen
大跨度屋盖竖向振动舒适度分析
北京迈达斯技术有限公司 市场部 侯晓武
内容
舒适度分析介绍
midas Gen做舒适度分析的步骤
Baidu Nhomakorabea 内容
舒适度分析介绍
midas Gen做舒适度分析的步骤
舒适度问题三要素
振源
• 激励荷载
舒适度
传播 途径 接收 者
• 楼盖
• 居住者
振源-人行荷载模拟
j

g
∆g-有效重力荷载作用下框架梁跨中变形。
假定楼板边界条件后，由程序进行特征值分析得到。
接收者-舒适度评价标准
• 大跨度竖向振动舒适度规范标准分类
序号
1 2 3
标准
加拿大标准协会 国际标准化组织 美国钢结构协会 加速度峰值限值 加速度峰值限值
类别
加速度，频率，有节奏激励
4
5 6 7
英国混凝土协会
Gen中分析步骤
• 定义时程荷载工况 初始荷载： ST：静力荷载工况； CS：施工阶段分析结果； TH：其它时程分析工况； 阻尼： 振型阻尼； 瑞利阻尼； 应变能因子；
Gen中分析步骤
• 定义时程荷载函数
行走1步：可用于设定行走路径后，找到该路径上相应节 点，利用程序的接续功能施加。 连续行走：可先找到楼板中位移最大节点施加。
ω—永久荷载产生的挠度（cm）。
f
1 0 . 178

内容
舒适度分析介绍
midas Gen做舒适度分析的步骤
Gen中的步行荷载
• 单步行走荷载（Baumann）； • 连续行走荷载(国际桥梁及结构工程协会IABSE)；
F （ t ） G [1 P

3 i 1
i sin( 2 i f s t i )]
α1=0.4+0.25（fs-2）; α2=α3=0.1； Ф1=0； Ф2=Ф3=π/2 • 不连续行走荷载； • 跑动荷载；
Gen中分析步骤
定义时程荷载工况 定义时程荷载函数 定义节点动力荷载
进行时程分析并查看结果
Gen中分析步骤
• 定义时程荷载工况 分析类型： 线性：弹性时程分析 非线性：弹塑性时程分析； 分析方法： 振型叠加法： 需先进行特征值分析； 直接积分法： Newmark(等加速度/线性加速度)
F P 1
n

i 1
i cos( 2 if step
t i )
P：人的重量； αi: 荷载动力系数； i，t, Ф: 谐波数, 时间，相位角； fstep:步频；
振源-人行荷载模拟
多人行走荷载 由单个行人产生的行人激励乘以一个系数来表示。
Fp ( t ) m f p ( t ) m
Gen中分析步骤
• 定义节点动力荷载
指定函数名称 指定荷载方向 指定到达时间 若选择步行一步，则可手动 计算到达该点的时间后输入。 步行速率：0.85~1.1m/s; 步距：60~75cm; 设定系数
分析并查看结果
• 结果->时程分析结果->位移/速度/加速度
分析并查看结果
• 结果->时程分析结果->时程分析图形
Fp ( t )
p
N
：人群荷载； f (t ) : 单人步行荷载； m: 人群效应系数； N:人群总人数；
传播路径-楼盖的动力特性
自振频率 刚性墙柱支撑梁式楼盖：
∆j-有效重力荷载作用下楼盖梁跨中变形。 框架梁柔性支承梁式楼盖结构：

j
f n 0 . 18
g
f n 0 . 18
g
高钢规: 组合楼板的自振频率≥15Hz; 欧洲：楼板的自振频率≥15Hz; 加拿大：楼板的自振频率>5Hz;
• 加速度响应峰值
接收者-舒适度评价标准
• 加速度响应峰值 近似计算方法：
人员活动环境 住宅，办公楼，教堂 商场 室内人行天桥 室外人行天桥 人员行走作用力p0 （kN） 0.3 0.3 0.42 0.42 结构阻尼比 β 0.02~0.05 0.02 0.01~0.02 0.01
高层民用建筑钢结构技术规程 城市人行天桥与人行地道技术规 范 高层建筑混凝土结构技术规程
混凝土楼盖标准；加速度反应系数限制；
钢-混凝土组合楼盖标准；频率限值标准； 振动频率限值 频率限值，加速度峰值限值；
接收者-舒适度评价标准
• 振幅
一般以第一振型对应的最大振幅来评价的。
• 自振频率
自振频率是楼板的固有特性； 人的活动频率一般为1~3Hz;
单足落步荷载 A：脚后跟刚接触地面； A~B：脚对地面作用力增大到第 一个峰值； B~C：另一条腿摆动后荷载减小； C~D：脚蹬地后荷载继续增加； D~E：人脚逐渐离地后荷载减小； • 单足落步荷载与人的体重和步频有关； • 步频范围：1.6~2.4Hz;
振源-人行荷载模拟
单人行走荷载 对单足落步曲线进行周期性叠加并考虑一定的重叠时间； 傅里叶级数模型：
使用性能评价图表（1991）(日本规范) 使用性能评价图表（2004） (日本规范) 使用性能评价图表（倍频带）
参考文献
• • • • • • 操礼林等，人群荷载下大型火车站房大跨楼盖振动舒适度控制研究。 折雄雄等，大跨度楼盖振动舒适度研究综述。 吕佐超等，北京银泰中心楼盖体系舒适度设计。 潘宠平等，武昌火车站大跨度楼面竖向振动舒适度测试分析。 徐培福主编，复杂高层建筑结构设计。 北京迈达斯技术有限公司，楼板的使用性能评价。