[分享]结构设计专题分析-楼板舒适度

发表于2018-12-07     451人浏览     1人跟帖     总热度:113  

结构设计专题分析-楼板舒适度

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今天我们来讲讲舒适度分析。建筑振动问题由来已久,舒适度是振动问题中的一类问题。我们常见的振动分析有人行天桥人致振动,动力设备(压缩机、汽轮机)引起的结构、基础振动,高耸结构的风振效应,穿楼地铁等动力作用引起上部建筑的振动等。
舒适度问题由于和人息息相关,某种程度上研究和关注的工程师也比较多。最典型的舒适度问题是伦敦千禧桥的振动(PPT第一页)。该桥在建成后随着大批人流的穿越发生了大幅度的横向振动,横向振动严重影响了行人的步行舒适度和安全性,导致该桥开放交通不久后被迫关闭进行维修。
对于很多民建院工程师来讲,人行桥振动分析较少,更多的是分析大跨楼板、悬挑楼板、高位连廊等结构。分析的过程在PPT中都有讲解,这儿不再赘述。
需要我们注意的是,因为舒适度问题评价对象是板壳一类的构件,因此模型中必须包含楼板。部分工程师直接对梁加步行荷载明显是错误的。楼板网格大小的取值建议在0.5-1m之间,虽然有工程师提出过很少有人一步迈1m,经过试算发现0.3m、0.4m、1m等网格大小的结果相差不大。
人行荷载使用最广泛的是IABSE模型。有时应根据结构使用功能的不同选择合适的力学模型,比如体育馆中应考虑跳跃跑动荷载。Gen优势在于集成了常用的几种人行荷载模型,用户可以根据实际情况调用。关于人行荷载中人重量G的取值,一是按照实际体重取值,一是按照《高规》参考数据取值,前者计算结果比较保守。
行进路线的定义是一个难点,也是比较繁琐的地方。常用的行进路线有单人行进、多人行进两种。舒适度分析本质是时程分析,模拟人步行的整个过程需要接续多个时程分析工况。行进路线的最大难点在于模拟人群行进,有兴趣大家可以尝试一下。
舒适度评价方法有两种,一是避开敏感频率,一是限制动力响应值。我们使用最多的是后者,即通过节点加速度来判断是否满足要求。查看计算结果有时会出现节点加速度在开始时非常大之后明显变小的情况,这时应忽略振动开始时的大值,原因是舒适度分析主要查看稳态分析的结果
绝大多数舒适度分析结果是满足规范要求的。如果出现不满足的情况,应进行结构调整。调整方法:增加刚度;增加减隔震设备等。两种方法的本质都是避开敏感频率。文章开头提到的千禧桥由于没法增加桥体的刚度,因此通过增加TMD来改变桥体的频率。
工业设计单位有时会遇到动力设备基础振动问题,设备振动分析主要是如何进行扫频分析,有时间我们再来讨论。


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 发表于2018-12-07   |  只看该作者      

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