人行荷载下大跨度空心楼盖舒适度分析.pdf

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1、孙敏等：人行荷载下大跨度空心楼盖舒适度分析67人行荷载下大跨度空心楼盖舒适度分析孙敏，李永泽，叶玲(哈尔滨212程大学航天与建筑工程学院，哈尔滨150001)【摘要】现浇钢筋混凝土空心楼盖作为一种新型楼盖形式，在使用功能、结构性能、经济性能等方面融合了诸多优势，成为我国建筑结构领域的一项重大技术创新。本文对人行荷载下空心楼盖的舒适度问题进行研究，结合各国舒适度评定准则，对人行激励振动响应下的舒适度给出合理的预测和建议，通过本文的数值模拟，其结果与规范的限定值对比，表明空心楼盖有较好的舒适度。【关键词】空心楼盖；人行荷载；舒适度；激励振动【中图分类号】TU375【文献标识码】B【文章编号】1

2、001—6864(2014)08—0067—03随着建筑技术的进步，楼盖形式多样，跨度也越评定准则。我国规范主要是通过限制动力挠度和固来越大，像现浇钢筋混凝土空心楼盖这样轻型楼盖结有频率取值来确保舒适度，文献[6]中规定宜符合下构，如果设计不合理，当受到人们行走等活动影响时，列要求：可能会出现较大的振动响应，甚至引发共振响应。通(1)住宅和公寓的竖向固有频率不宜低于5Hz。常由人们行走引发的楼盖结构振动舒适度问题或者(2)办公楼和旅馆的竖向固有频率不宜低楼盖破坏，都是人行荷载产生的不利影响。过去的设于4Hz。计者是将人行荷载等效为静力荷载，设计时虽能满足(3)大跨度公共建筑的竖向固有频率不

3、宜低强度要求，但是却忽视了人行荷载导致的结构振动影于3Hz。响，后来研究者发现这种振动影响是不容忽视的，近2人行荷载下空心楼盖的数值模拟年来关于这方面的研究引起了足够的重视。因此，我对于楼盖结构主要承受的动荷载有行人产生的们现在对楼盖进行设计时，除了满足强度和变形要荷载及动力机器运转产生的荷载等，本文主要研究人求，还要综合考虑人行荷载下楼板振动引发的舒适度行走作用下楼盖的振动响应问题。由于人行作用力问题。随时间和空间变化，它具有随机性，且与多个影响因1舒适度评定准则素有关，所以研究起来有一定的困难，这个难点主要体现在步行作用力的数学建模阶段。对于一般民用表1各国规范中关于振动加速度限值的评

4、定准则建筑，楼盖平面内的刚度很大，不会发生平面内振动，规范评定准则因而只需考虑人行作用力的竖向力分量，这一点区别BsEN1990人行桥的最大竖向振动加速度不应大于0．7m／s于大跨度人行桥结构。Eurocode【1]2．1人行荷载函数的建立清华大学的李泉[7]将傅立叶级数进行逆向变最大竖向加速度应小于0．2和0．7m／s两者中的较小值为人行桥的竖向固有频率换，构建出人正常步行频率范围内的单步落足荷载表达式以0．010m／s2为评定标准，舒适度限值0．0555m／s，忍受限值n180m／sF。()=∑A．sin(7"glZ)T∈【0，】(1)n1住宅及办公室竖向振动峰值加速度限值为0．05m

5、／1式中，T为单步行走周期，；为步频；s；商的竖向振动峰值加速度限值为0．05m／s；室外人行桥竖向振动峰值加速度限值为0，5m／sA为各阶动载因子，取值如下：人行桥竖向最大加速度为0．05m／s；侧向最大加速Ar一0．0698f．+1．2111．6Hz≤≤2．32Hz：．{度为0．10m／s2【一0．1784f~+1．4632．32Hz<≤2．4HzAf0．1052f,一0．12841．6Hz≤≤2．32Hz目前关于人行舒适度的评价指标主要是通过加：{【一0．4716f,+1．2102．32Hz<≤2．4Hz速度来衡量。由于不同人对振动的敏感度差异、行人数量的差异及环境影响等因素，建立统

6、一的评价标准Af0．3002f,一0．15341．6Hz≤≤2．32Hz={2．32Hz<≤2．4Hz比较困难，表1列举了各国规范中的振动加速度限值孙敏等：人行荷载下大跨度空心楼盖舒适度分析程曲线和加速度时程曲线见图3、图4。在此基础上考虑多人行走的情形日，假口b_定【『镪60人步行∞●过楼板，将人群分成l2列，每列5人，此时行～走节一点成o0oo∞加一2002．昌18642024681448844为由更多节点组成的数组，将人行走每一步的荷载分呈5432●0电垩iIIII载到多个同步行走的节点上，加载时注意楼盖上口此时刻行人的数量，然后进行瞬态动力分析，时程曲q线如下图5、图6。IllI因

7、可能是人群行走的协同作用，破坏了单人行走时的；。——5I6ji．fik．1规律，延迟了峰值加速度的到达。60人行走的峰值加l‘-56V速度为0．042m／s舒适度仍符合规范要求。。。f1。1rjf’由此可知，以算例中的尺寸参数和材料属性为背O2．85．68．411．214景的空心楼盖的固有频率较大，人行荷载下的变形很时间，s小，竖向加速度峰值满足规范要求，具有良好的舒图3单步落足加载的位移时程曲线适度。3结语(1)空心楼