超高層建筑辦公樓面豎向振動舒適度分析

1、 ·結(jié)構(gòu)分析· · 19· 結(jié)構(gòu)工程師第 28 卷第 1 期 辦公環(huán)境 0 5% g 的限值， 舒適度滿足要求。 各 點(diǎn) 樓蓋加速度響應(yīng)計(jì)算結(jié)果見圖 9 和圖 10 。 圖9 Fig 9 路徑 1 的加速度響應(yīng)結(jié)果 Acceleration results of Route 1 圖7 Fig 7 頻率與振型 Frequency and mode results 圖 10 Fig 10 路徑 2 的加速度響應(yīng)結(jié)果 Acceleraiton results of Route 2 5 圖8 Fig 8 局部樓板人行荷載路線圖 The route of walk

2、ing load 討 論 前 2 節(jié)分別用 AISC 規(guī)范計(jì) 算 方 法 和 有限元 軟件計(jì)算， 結(jié)果見表 4 ， 顯示 在 樓板自振 頻率 計(jì) 算 AISC 規(guī)范的計(jì)算方法與有限元 計(jì) 算 結(jié) 果 的 方面 ， 誤差在 2% 以 內(nèi)， 美 國 鋼結(jié)構(gòu) 協(xié) 會 的 計(jì) 算 方 法 被 證 實(shí) 可 行。 同 時， 無 論 是 AISC 規(guī)范 還 是 有限元 計(jì)算結(jié)果都表明， 組合樓 蓋 體 系 的自振 頻率 均 不 在給定人行 激勵 下， 各取兩條行走路線上的 4 個節(jié)點(diǎn)， 只考慮樓板的 穩(wěn) 態(tài) 響應(yīng)， 分析 所 得到 樓 2 2 板峰值加速度約為 2 8 cm / s 和 3 2 cm / s

3、 ， 均小 于 AISC 規(guī)范對組合樓 蓋 豎向振動的 規(guī)定中 住宅 Structural Engineers Vol 28 ， No 1 · 20· Structural Analysis 滿足我國 規(guī)范高層 民 用 建筑鋼結(jié)構(gòu) 技 術(shù) 規(guī) 程 ( JGJ 99 98 就 自振 頻率 需 大 于 15 Hz 的 要求， 進(jìn)一步從實(shí)際工程中驗(yàn)證了 15 Hz 頻率 限 值 的不 合理性。 表4 Table 4 理論計(jì)算與有限元計(jì)算結(jié)果對比 Comparison between theoretical value and FEA value 方法 樓板自振頻率 / Hz 加速

4、度響應(yīng) / % AISC 計(jì)算方法 4 36 0 4 有限元計(jì)算 4 29 0 28 0 32 但加速度響應(yīng)值較有限元結(jié)果偏于保守。 ( 5 對于 存 在 懸 挑 部 分樓板的組合樓 蓋 結(jié) 構(gòu)， 需考慮其豎向振動舒適度問題， 可在結(jié)構(gòu)上添 加一些耗能構(gòu)件來減小其由于豎向振動引起的不 舒適感。 參考文獻(xiàn) 1 Standard I ISO2631 /2 : Mechanical vibration and shockevaluation of human exposure to whole body vibration Part2 : Continuous and shock induced v

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10、兩條路徑下的加速度響 應(yīng)， 但這兩條路 徑 并 不 一 定 是 激 起 樓板 最 大 加 速 度響應(yīng)的最 佳 路 徑。 另 外， 從 有限元 瞬態(tài) 分析結(jié) 果來看， 樓蓋懸 挑 部 分的加 速 度響應(yīng) 確實(shí) 比樓 蓋 中部區(qū)域的加速 度 大， 從另 一 個 側(cè)面驗(yàn) 證 了 懸 挑 樓板處的結(jié)構(gòu)相對較柔這一現(xiàn)象。 必須指出的是， 設(shè)計(jì)中允許的振動是能夠感覺 到振動的人們可容忍的振動， 同 時 研究 資 料 證 明， 這些振動所帶來的負(fù)面評價的可能性很低， 即在一 般人均可接受的范圍內(nèi)， 這樣的樓板振動并不影響 結(jié)構(gòu)本身剛度上的安全。雖然振感 可 以 被 人 們 容 忍， 但是如果希望加強(qiáng)樓板的動力性能， 可 以考慮 在最大響應(yīng)發(fā)生的地方加強(qiáng)樓板梁。但 同 時 這 些 改進(jìn)措施會導(dǎo)致成本的增加， 需要均衡考慮。 6 結(jié) 論 本文通過對某一超高層建筑的典型辦公樓蓋 體 系 進(jìn) 行 豎 向 振 動 舒 適 度 評 估， 得到以下主要 結(jié)論。 ( 1 該建筑辦公組合樓蓋體系的頻率與加速 度均滿足 我國 規(guī)范組合樓板 設(shè)計(jì) 與 施工 規(guī)范 ( CECS 273 : 2010 的限值要求。 ( 2 采用頻率和加速度雙限值的控制標(biāo)準(zhǔn)對 組合樓蓋進(jìn)行豎向振動舒適度評估較為合理