大跨度楼盖竖向振动舒适度.doc

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 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 ? 楼盖 接收 者 ? 居住者 振源-人行荷载模拟 ? 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： ? n F ? ? ? ? ? P i c os( 2 if t 1 ? ste p ? i ?1 ? ? ) 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。 F p (t ) ? ? ( ) m f t p m N ? Fp t ( ) ：人群荷载； : 单人步行荷载； f (t ) p m: 人群效应系数； N:人群总人数； 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 标准 类别 1 加拿大标准协会 加速度峰值限值 2 国际标准化组织 加速度峰值限值 3 美国钢结构协会 加速度，频率，有节奏激励 4 英国混凝土协会 混凝土楼盖标准；加速度反应系数限制； 5 高层民用建筑钢结构技术规程 钢-混凝土组合楼盖标准；频率限值标准； 6 城市人行天桥与人行地道技术规 振动频率限值 范 7 高层建筑混凝土结构技术规程 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; 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 人员行走作用力p0 （kN） 结构阻尼比 β 住宅，办公楼，教堂 0.3 0.02~0.05 商场 0.3 0.02 室内人行天桥 0.42 0.01~0.02 室外人行天桥 0.42 0.01 ? 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。 1 f ? ω—永久荷载产生的挠度（cm）。 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)； 3 P t ? G ? ? i i i f s t ? ? i F（ ） [1 s in( 2 ? ? ?1 )] 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) 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。 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 使用性能评价图表（1991）