计算舒适度的结构阻尼比
舒适度要求
各规范对舒适度的要求《高层民用建筑钢结构设计规程》3．5．5 房屋高度不小于150m的高层民用建筑钢结构应满足风振舒适度要求。
在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应大于表3．5．5的限值。
结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度，可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定计算，也可通过风洞试验结果判断确定。
计算时钢结构阻尼比宜取0．01～0．015。
表3．5．5结构顶点的顺风向和横风向风振加速度限值3．5．7 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大于表3．5．7的限值。
楼盖结构竖向振动加速度可按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的有关规定计算。
表3．5．7 楼盖竖向振动加速度限值注：楼盖结构竖向频率为2Hz～4Hz时，峰值加速度限值可按线性插值选取。
《高层民用建筑混凝土结构设计规程》3．7．6 房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求。
在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表3．7．6的限值。
结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定计算，也可通过风洞试验结果判断确定，计算时结构阻尼比宜取0．01～0．02。
表3．7．6结构顶点的风振加速度限值3．7．7 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3．7．7的限值。
楼盖结构竖向振动加速度可按本规程附录A计算。
表3．7．7 楼盖竖向振动加速度限值《混凝土结构设计规范》3.4.6 对混凝土楼盖结构应根据使用功能的要求进行竖向自振频率验收，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；。
大跨度钢筋混凝土楼盖舒适度的分析
大跨度钢筋混凝土楼盖舒适度的分析摘要：近些年来随着经济社会的不断进步以及发展，大跨度楼盖在建筑中获得了十分广泛的应用，但是其也较为容易导致结构共振的出现，基于此，本文论述了大跨度钢筋混凝土楼盖舒适度相关问题，力求不断推进质量的提升。
关键词：大跨度；钢筋混凝土；楼盖引言随着我国经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑舒适性问题越来越关注，钢结构楼盖舒适度问题尤为突出。
舒适度是指人们对客观环境从生理与心理方面所感受到的满意程度而进行的综合评价。
钢结构与混凝土结构楼盖舒适标准是一致的。
关于舒适度的标准，JGJ99－98《高层民用建筑钢结构技术规程》及ＹB9238－92《钢－混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》中最早提出组合楼盖自振频率限值为大于15HZ。
经理论和实践证明该要求过严，难以实现。
其后在CECS 273∶2010《组合楼板设计与施工规范》、JGJ3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》及GB50010－2010《混凝土结构设计规范》对楼盖（组合楼盖）舒适度规定进行调整，详细给出了不同使用功能下适宜的竖向自振频率限值以及楼盖竖向振动加速度的限值。
1、舒适度评价标准人对楼板振动的反应是一个和复杂的现象，它与楼盖振动的大小和持续时间、人所处的环境、人自身的活动状态，以及人的心理反应都有关系。
楼盖振动对人的影响一般可以用挠度、频率和加速度来衡量。
1.1、挠度控制《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定，主梁或桁架（包括设有悬挂起重设备的梁和桁架）在可变荷载标准值作用下产生的挠度不宜超过跨度的1/500；次梁和楼梯梁在可变荷载标准值作用下产生的挠度不宜超过跨度的1/300。
1.2、频率控制1.2.1、《组合楼板设计与施工规范》（CECS273：2010）中4.2.4 条规定：组合楼盖在正常使用时，其自振频fn 不宜小于3Hz，亦不宜大于8Hz。
1.2.2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）2015 年版规定，对混凝土楼盖结构提出竖向自振频率的要求：住宅和公寓不宜低于5Hz；办公楼和旅馆不宜低于4Hz；大跨度公共建筑不宜低于3Hz。
大跨度楼盖结构舒适度控制
2021年大跨度楼盖结构因建筑功能需求，在大型建筑中被广泛使用。
然而在实际工程应用中，这种结构类型由于刚度小、阻尼低，在投入运营后容易影响使用者的舒适性。
以某大跨度楼盖结构为实例，介绍舒适性分析及振动控制的过程。
1工程概况某会议中心主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系。
根据建筑专业使用功能要求，原有楼层部分混凝土楼板拆除，新增钢楼盖结构，重新设计梁、柱，铺设楼板。
新增大跨度钢结构楼盖，最大跨度25.2m，梁高1.2m。
新增部分与原有结构分缝关系不变，结构缝处采用滑动支座连接，支座处的滑移量满足罕遇地震下抗震位移要求。
2舒适度设计2.1相关规范（1）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）[1] 3.4.6条规定，对混凝土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：住宅和公寓不宜低于5Hz，办公楼和旅馆不宜低于4Hz，大跨度公共建筑不宜低于3Hz。
（2）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）[2]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＜3Hz，竖向振动加速度峰值不应超过表3.7.7（见表1）的限值。
表1楼盖竖向振动加速度限值注：楼盖结构竖向自振频率为2~4Hz时，峰值加速度限值可按线性插值选取。
人行走引起的楼盖振动峰值加速度可按下列公式近似计算：ap=Fpβωg（1）Fp=pe-0.35f（2）式中：ap为楼盖振动峰值加速度（m/s2）；Fp为接近楼盖结构自振频率时人行走产生的作用力（kN）；p为人们行走产生的作用力（kN）；fn为楼盖结构竖向自振频率（Hz）；β为楼盖结构阻尼比；ω为楼盖结构阻抗有效重量（kN）；g为重力加速度，取9.8m/s2。
2.2舒适度评价本结构在B区2层新加楼盖处为大跨结构，跨度达25.2m，在不同人群荷载激励下，可产生由楼盖竖向振动引起的舒适度问题。
根据设计方有限元分析结果，当在2层新加楼盖处施加人行荷载时，楼盖加速度最大值达到0.24m/s2，不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中楼盖加速度＜0.15m/s2的要求。
连体结构中连体处楼板舒适度验算
2.3 美国现行规范对楼板舒适度相关规定 美国钢结构协会与加拿大钢结构协会联合发布了
《钢结构设计指南》（第 11 册），AISC 和 CISC 对于 楼板舒适度验算标准如图 1 所示。
作者简介：唐振兴（1983—），男，工程师，研究方向：结 构工程。
图 1 AISC 和 CISC 的舒适度标准
g Equipment and Materials | 工程设备与材料 | 117
3 楼板舒适度验算模型 该工程中连体部分，形状类似于椭圆型，主楼间距
为 24m，四榀主桁架间距最大值分别为 10.6m、8.4m、 11.6m。 主 桁 架 上 下 弦 杆 截 面 为 H500mm×350mm× 20mm×24mm； 桁 架 中 腹 杆 及 桁 架 间 支 撑 截 面 为 350mm×20mm；材料均为 Q345B；连体部分楼板及屋 面均采用压型钢板组合楼面，板距离钢梁顶为 180mm 高， 楼板采用双层双向配筋。
3.1 确定最不利振动控制点 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）
人行走作用力及楼盖结构阻尼、楼盖单位面积有效重量 的 规 定： 模 型 在 18 层 楼 面 取 恒 载 0.55kN/m2， 活 荷 载 0.55kN/m2，在 20 层连体屋面处取恒载 3.0kN/m2，活荷 载 0kN/m2；结构阻尼比取 0.03。经模态分析得到最不利 振动控制点，即第一竖向自振模态所在点。如图 2 所示（第 一竖向自振振型频率为 4.637Hz）。
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2019 年第 17 期
连体结构中连体处楼板舒适度验算
唐振兴，唐昭青，吴建华
结构阻尼比
对结构基本处于弹性状态的的情况，各国都根据本国的实测数据并参考别国的资料，按结构类型和材料分类给出了供一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。
综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在0.01－0.02之间（单层钢结构厂房可取0.05），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03－0.08之间，对于钢-混凝土结构则根据钢和混凝土对结构整体刚度的贡献率取为0.025－0.035。
以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。
该阻尼比即为各阶振型的阻尼比的值。
另外，对于一些常见的材料的损耗因子（对于材料，常称之为损耗因子，一般可以通过特定关系转换为阻尼比），可以参考如下数值：钢、铁：1E-4~6E-4，铝：1E-4；铜：2E-3；粘弹性材料：0.2~5；软木塞：0.13~0.17；混凝土：0.015~0.05，等等。
结构抗震阻尼比计算
结构抗震阻尼比计算
结构抗震阻尼比是指结构在地震作用下，由于结构本身的阻尼特性所产生的阻尼比。
阻尼比是衡量结构抗震能力的重要参数之一，对于增强结构的抗震能力和保证结构安全具有重要意义。
阻尼比的计算需要考虑结构的材料、结构形式、结构参数等因素。
对于钢结构而言，阻尼比主要受到主梁与次梁之间的连接形式、截面形式、截面面积等因素的影响；对于混凝土结构而言，阻尼比主要受到结构的刚度、构件截面面积、混凝土强度等因素的影响。
阻尼比的计算可以采用试验法、理论法、经验法等方法。
目前常用的计算方法有等效线性阻尼比法、能量损耗法、模态应变阻尼比法等。
其中，等效线性阻尼比法是一种简单易用的计算方法，通常适用于低层建筑结构；能量损耗法和模态应变阻尼比法则适用于高层建筑结构，并能够更准确地反映结构的阻尼特性。
在结构设计中，正确计算结构的阻尼比对于保障结构的抗震安全具有重要意义。
因此，建议设计人员在设计结构时，应仔细分析结构特点和参数，采用适当的计算方法对阻尼比进行准确计算，并在结构施工与使用过程中加强对阻尼比的监测与控制。
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楼板舒适度行走激励教程(简易版本)
舒适度验算主要验算两块，加速度限值和楼盖自振频率。
记住下图中加速度限值和频率限值，我们要计算的要小于加速度限值和大于频率限值。
1、因为在计算舒适度时候，活载取值过大，结构不安全，故由规范的3.2.3条知道，以住宅为例，楼盖活载取值为0.3KN/㎡。
这个荷载小于住宅的活载，可以单独存一个模
型计算。
或者在计算参数中将活载的组合值系数改为0.3/2=0.15。
2、阻尼比按规范5.3.2，混凝土弹性模量增大系数按规范3.1.3。
频率限值按规范要求（见图3），其他按默认。
3、在“多楼层频率验算”中点取要计算的楼层。
并在模态结果中参看位移最大的最不利点(记住这个最不利点，后续要荷载要加到这个点上)。
并用第一阶的频率与频率限值做对比，大于限值要求，说明满足要求。
4、在下图一中点开行走激励，的数值如果第一阶自振频率大于6.6，则取2.2，如果大于4.4小于6.6，则取f1=2.2和第一阶频率/3的数值（例如第一阶频率为5.4，取5.4/3=1.8），这样的话要建立两个行走激励荷载，后续要建立两个工况。
图一中的其他参数按照默认，是符合规范5.2节的。
5、行走激励推荐采用单点加载，并且在第一阶下位移最大点位置上加载（上面提到过要记住这个位置）。
在平面图中布置好荷载位置后，在荷载工况菜单中，将定义好的荷载添加到工况中计算即可。
6、工况定义好，就可以直接计算，点取全部计算。
最后在计算书中查看计算书。
本例子算的加速度峰值是0.024，小于限值0.15的要求（限值要求见规范4.2节）。
YJK参数设置详细解析
结构总体信息 换层位于地上 2 层时， 转换层所在层号应填入 5。
程序不能自动识别转换层， 需要人工指定。
对于高位转换的判断， 转换层位置以嵌固端起算， 即以 (转换层所在层号- 嵌固端所在层号+1)进行判断，是否为 3 层或 3 层以上转换。
9、加强层所在层号：人工指定。
根据《高规》 10.3 、《抗规》 6.1.10 条并结合工 程实际情况填写。
10、底框层数：用于框支剪力墙结构。
高规 10.211、施工模拟加载层步长：一般默认 1.12、恒活荷载计算信息： (P66)1)一般不允许不计算恒活荷载，也较少选一次性加载模型； 2) 模拟施工加载一模式： 采用的是整体刚度分层加载模型， 该模型应用与各 种类型的下传荷载的结构，但不使用与有吊柱的情况；3) 按模拟施工二： 计算时程序将竖向构件的轴向刚度放大十倍， 削弱了竖向 荷载按刚度的重分配， 柱墙上分得的轴力比较均匀， 传给基础的荷载更为合 理。
4)模拟施工加载三：采用分层刚度分层加载模型，接近于施工过程。
故此建议一般对多、 高层建筑首选模拟施工 3。
对钢结构或大型体育馆类 (指 没有严格的标准层概念) 结构应选一次加载。
对于长悬臂结构或有吊柱结构， 由于一般是采用悬挑脚手架的施工工艺， 故对悬臂部分应采用一次加载进行1、结构体系：按实际情况填写。
2、结构材料信息：按实际情况填写。
3 、结构所在地区： 一般选择“全国”。
分为全国 、上海 、广东， 分别采用中国国家规范、上海地区规程和广东地区规程。
B 类建筑和 A 类建筑选项只在坚定 加固版本中才可选择。
4、地下室层数：定义与上部结构整体分析的地下室层数，根据实际情况输入，无则填 0。
5、嵌固端所在层号： (P219~224) 抗规 6.1.14 条：地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 2 倍。
如果地下室首层的侧向刚度大于其上一层侧向刚度的 2 倍，可将地下一层顶 板作为嵌固部位； 如果不大于 2 倍，可将嵌固端逐层下移到符合要求的部位， 直到嵌固端所在层侧向刚度大于上部结构一层的 2 倍。
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计算舒适度的结构阻尼比
结构阻尼比是指结构的阻尼与临界阻尼的比值，通常用ξ表示，其计算公式如下：
ξ= c / c_c
其中，c表示结构的阻尼比例系数，c_c表示结构的临界阻尼比例系数。
计算舒适度的结构阻尼比可以通过以下公式进行计算：
ξ_h = (ξ_1 * m_1 + ξ_2 * m_2) / (m_1 + m_2)
其中，ξ_h表示两个振动系统相互作用时的结构阻尼比，ξ_1和ξ_2分别表示两个振动系统的结构阻尼比，m_1和m_2分别表示两个振动系统的质量。
在计算舒适度的结构阻尼比时，需要考虑振动系统的质量以及相互作用的情况。
具体计算方法可以参考相关的结构动力学或建筑物舒适度设计规范。