随着国家和地方大力推进建筑构件化、建筑工业化、工业化,装配式建筑成为引导建筑业发展的新趋势。目前装配式建筑主要有预制混凝土结构、钢结构、竹木结构、组合结构等。
与装配式混凝土结构相比,钢结构或钢-混凝土组合结构具有自重轻、建设周期短、跨度大(空间划分灵活)、延性好等优点,在公共建筑领域得到广泛的应用。
组合楼板结构示意图
典型复合地板实例
钢结构建筑大规模采用后,钢结构楼板的刚度比传统混凝土楼板小很多钢结构梁挠度限值,因此楼板的舒适度就成了必须考虑的问题。目前钢结构梁挠度限值,对振动控制的主要规范定义如下:《高层建筑混凝土结构技术规范》第3.7.7条及附录A、《高层民用建筑钢结构技术规范》第3.5.7条:
此外,中国工程建设协会颁布的《组合楼板设计与施工规范》第4.2章也对组合楼板的固有频率和加速度限值作了规定:
国内常见的结构设计分析软件如YJK、midasgen等均在楼板及设备振动模块中增加了该功能,常规项目的楼板舒适度分析通常经过多楼板频率验证,再进行附加楼板动力时程分析即可完成,但由于项目需要,本着知其然知其所以然的原则,编辑查阅了更多的资料,抛出一些想法,供大家共同研究。
美国钢结构协会发布的 AISC 钢结构设计指南 11“由于人类活动引起的地板振动”建议通过限制地板加速度来控制地板振动。
通过采用不同的参数值,考虑建筑用途、非承重构件、隔墙、幕墙等的阻尼,以及主、次梁的挠度,是一种更为先进的分析和评估方法。
住房和城乡建设部在国内试验分析研究的基础上,参考国外规范(标准),组织专家编制了《建筑楼面结构振动舒适性技术规范(征求意见稿)》。其中第6.3.1条规定,人体行走引起的楼面振动峰值加速度计算如下:
值得注意的是,该规范与《高层建筑规范》附录A相比,对人的等效均布荷载和楼层阻尼比做出了详细的规定,为楼层舒适度计算提供了更为明确的分析方法。
同样,《复合楼板设计与施工规范》第5.5.7节定义如下:
根据以上规范,小编结合自己以往的项目案例进行了分析,根据《组合楼板设计与施工规范》第5.5.8条、5.5.9条规定,楼板舒适度计算如下:
典型楼层平面布置图
有效均布荷载作用下梁条及主梁挠度图
按照《组合楼板设计与施工规范》4.2.4条规定,其自振频率fn=5.18Hz,峰值振动加速度ap/g=0.0047<0.005,刚好够低空通过,实在是有些悬念。