楼盖舒适度验算一方面控制竖向自振频率,另一方面控制竖向峰值加速度具体应该如何执行?
对于跨度(或悬挑)较大的楼盖、旋转楼梯、人行天桥、轻钢上人屋面等坚向自振频率较小的结构应进行竖向舒适度验算。《混规》第 3.4.6条规定,对混凝楼盖结构应根据使用功能的要求进行竖向自振频率验算,并宜符合下列要求:
(1)住宅和公寓不宜低于5Hz;
(2)办公楼和旅馆不宜低于4Hz;
(3)大跨度公共建筑不宜低于 3Hz。
《高规》第3.7.7条规定,楼盖结构应具有适宜的舒适度。楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz,竖向振动加速度峰值不应超过表 1.4.7的限值.
楼盖竖向舒适度验算的最终控制指标为峰值加速度,自振频率只是一种近似的简化按制方法。人行激励荷载作用下,楼盖竖向振动加速度与频率、变形幅值相关。
一般结构在满足竖向挠度验算的条件下,峰值加速度与自振频率关联较大。人行走的频率大概在1.6~2.5Hz,如果楼盖竖向振动频率大于 3Hz,就可以避开人行走的频率,避免共振,一般情况下振动加速度也不会很大,舒适度基本没问题。所以,规范通过控制楼盖结构的竖向自振频率间接控制其竖向振动加速度。
当计算所得的竖向自振频率接近规范限值,或者对舒适度敏感的结构(如钢结构旋转楼梯、轻钢上人屋面等),或者有更高舒适度要求的结构,应补充峰值加速度验算。
根据结构动力学原理,在竖向自振频率一定的情况下,峰值加速度amax 与结构变形幅值yst相关(式1.4.7-1),而结构形值则与F、振型质量m、自振频率存在如式(1.4.7-2)所示关系。因此,对于质量偏小的轻钢屋面结构、旋转楼梯等,人行激励下可能产生较大位移幅值,其峰值加速度会大于普通混凝土楼盖的峰值加速度,因此,对此类结构应该从严控制自振频率。
结构竖向峰值加速度验算时,其人行激励时程、阻尼比、质量源等均应满足规范和实际情况,对含有钢梁的组合楼盖应正确处理钢梁与混凝土楼板的关系等。另外,计算得到加速度时程曲线后,可取加速度时程曲线中稳态部分的最大值(而不是瞬态峰值)判断加速度是否满足要求。
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