楼板震动分析评估
振动筛引起的楼板振动测试和数据分析
振动筛引起的楼板振动测试和数据分析作者：张保中来源：《科技传播》2011年第13期摘要在生产过程中，振动筛的剧烈振动直接影响到厂房结构的安全。
为了查明振动对厂房的影响，必须对楼板进行动态试验检测。
通过对楼板加速度﹑速度﹑位移等进行振动参数的整理和分析，评估振动对结构安全的影响，为以后同类建筑物的鉴定工作和相关研究提供实际工程经验。
关键词振动筛；楼板；振动；动态测试中图分类号TH234 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0097-02Vibrating Floor Detection and Data ProcessingZHANG BaozhongAbstract In the process of production， the violent vibration sieve directly affect plant the safety of the structure. In order to find out the influence of vibration on workshop， it is necessary to conduct a dynamic test on floor. Through data mining of the floor acceleration， speed and displacement， and analysis the influence of vibration security structure， this test can provide practical engineering experience for appraisal the vibration of the same building and related research.Keywords Vibrating screen; Floor; Vibration; Dynamic testing0 引言振动筛是一类充分利用振动特性来满足工作性能的筛分机械，虽然在工作过程中引起环境振动的振幅和能量都比较小，但其振动具有反复性和持久性，使其楼板始终承受着持续的交变荷载，并通过楼板传递到厂房结构上，轻者会使建筑结构的强度降低，引起结构变形和产生轻微裂缝，重者导致结构破坏，造成厂房倒塌的恶性事件。
楼板震动分析评估
a p = P0 exp( −0.35fn ) ≤ a 0
g
βW
g
fn = 0.18
对于振动的感受会因人而异，而且根据振动发生时的环境以及振动的类型、评价振动的标准 也会发生变化。这里简单介绍一下利用振动的实测结果和分析结果来评价振动的有碍与否的ISO标 准和日本的居住性能评价标准。
2.2.1 ISO 2631-2
国际标准化组织(ISO)通过测定人对步行荷载(heel-drop load)的感知度，确定了一个基本标 准(baseline)。即通过限制最大加速度来规定不同用途的建筑物对步行荷载的抗振指标。如对办 公楼及住宅取系数为10、商场取30、桥梁取100，利用这些系数计算的最大加速度的规定值如图2. 1所示。图2.2显示的是对位移振幅的限制值。
3.1 例题模型
所选的分析对象为一栋22层的商住楼，现对下图所示的居住层的○A 楼板进行使用阶段性能的 验算(材料采用韩国标准)。
X3
X4
X5
4(
4(
Y3
4#
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A
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Y2
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å 材料
混凝土 钢筋 钢材
一端固定、另一端简支时 f = 18.4 Hz > 15 Hz
两端简支时
f = 11.8 Hz < 15 Hz
大跨度钢结构楼盖振动舒适度分析
大跨度钢结构楼盖振动舒适度分析摘要：展览馆、体育场馆、大会堂以及其他大型公共建筑对空间要求较高，为满足这一要求，大跨度结构不断涌现。
但是随着跨度增大，楼盖刚度减小，随之而来的不仅仅只是挠度变形，还有振动舒适度的问题，尤其是建筑内部大空间为举行跳舞、健身操、音乐会等人群集中活动提供了条件，此时楼盖的振动舒适度分析显得尤其重要。
关键词：大跨度钢结构；楼盖舒适度；竖向振动加速度引言随着大跨度楼盖的广泛应用，楼盖振动引起的舒适度问题日益突出，如何正确计算和评估楼盖的舒适度成为工程设计过程中的难点。
1项目简介该项目共12层，其中地上10层，地下2层，其中地上部分每层均包括南、北两个中庭结构或者大跨度楼盖。
大跨度楼盖的分布位置见图1。
各个位置跨度不同，最大达59m，最小为27m，楼盖的结构形式是钢筋混凝土桁架组合楼板，其厚度为120mm。
2现行规范舒适度评价标准2.1竖向自振频率要求《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）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。
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2010）（下文简称《高规》）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。
2.2竖向振动加速度要求《高规》3.7.7条规定，楼盖竖向振动加速度峰值不应超过表1的限值。
受限于建筑空间尺寸，大空间大跨度结构的竖向振动频率往往很难满足要求。
而根据人机工程学原理以及实测结果可以看出，人感觉到振动和不舒服的主要原因是加速度，因此对楼板体系的振动舒适度问题而言，采用竖向振动峰值加速度作为判定指标是比较合理。
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3）、《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99）、《组合楼板设计与施工规范》（CECS273）均明确要求楼盖结构的竖向自振频率不宜小于3Hz。
楼板频率分析报告
楼板频率分析报告1. 引言本报告旨在对楼板频率进行分析和研究，以提供有关楼板结构和振动特性的详细信息。
楼板频率是楼板结构的重要参数，能够影响楼层的稳定性和舒适性。
通过对楼板频率的研究，可以评估楼板结构的稳定性，并为楼层设计和改进提供依据。
2. 楼板频率的意义楼板频率是指楼板在受到外界刺激时的振动频率。
它反映了楼板结构的刚度和质量分布情况。
了解楼板频率可以帮助我们评估楼板的振动特性，比如共振频率和振动模态等。
这些信息对于楼层的设计和改进至关重要。
3. 数据采集与处理在本次研究中，我们采集了一系列楼板的振动数据，并进行了处理和分析。
数据采集过程中，我们使用了合适的传感器来记录楼板的振动情况，并将数据导入计算机进行后续处理。
处理过程主要包括数据清洗、数据平滑和数据分析等。
4. 楼板频率分析方法为了准确计算楼板的频率，我们采用了以下分析方法：4.1 傅立叶变换傅立叶变换是一种常用的信号处理方法，可以将时域信号转换为频域信号。
通过对楼板振动数据进行傅立叶变换，我们可以得到楼板的频谱图。
频谱图可以帮助我们分析楼板的频率分布情况，并找出主要频率成分。
4.2 自相关分析自相关分析是一种用于分析时间序列数据的方法，可以用来计算信号的自相关函数。
通过对楼板振动数据进行自相关分析，我们可以评估楼板的周期性和振动频率。
自相关函数的峰值位置可以表示楼板的主要振动频率。
4.3 模态分析模态分析是一种用于研究结构振动模态的方法，可以计算结构的固有频率和振型。
通过对楼板振动数据进行模态分析，我们可以得到楼板的主要振动模态和相应的固有频率。
这些信息对于评估楼层的稳定性和设计改进非常重要。
5. 结果与讨论通过对楼板振动数据的分析，我们得到了以下结果：•楼板的主要频率分布在XHz和YHz之间，其中X和Y分别表示主要频率的数值。
•自相关分析结果显示楼板具有明显的周期性，表明楼板的振动频率较为稳定。
•模态分析结果显示楼板的主要振动模态为Z模态，对应的固有频率为WHz。
房屋振动与安全评估
房屋振动与安全评估
房屋振动与安全评估是对房屋结构在振动载荷作用下的安全性进行评估和分析的过程。
房屋振动可能是由外部因素（如地震、交通震动等）或内部因素（如机械设备、风力等）引起的。
安全评估的目的是确定房屋在振动载荷下的破坏风险，并采取措施来保障房屋的结构安全和居住品质。
评估的步骤包括以下几个方面：
1. 振动源识别：确定房屋振动的主要来源，包括地震、道路交通、机械设备等。
2. 振动特性测量：通过使用振动传感器等设备对房屋进行振动特性的测量，包括振幅、频率、周期等。
3. 振动响应分析：利用振动特性数据进行振动响应分析，判断房屋的结构是否存在破坏风险。
4. 安全评估：根据振动响应分析的结果进行安全评估，确定是否需要采取措施来加固房屋结构或调整使用方式。
5. 设计改进措施：根据安全评估的结果，提出相应的设计改进措施，包括结构加固、减振措施、隔音隔震等。
6. 安全建议：根据评估结果向房屋所有者或相关部门提出安全建议，如加强房屋维护、定期检查等。
综上所述，房屋振动与安全评估是对房屋结构在振动载荷下进行安全性评估和分析的过程，通过识别振动来源、测量振动特性、分析振动响应，提出相关设计改进措施和安全建议，以保障房屋的结构安全和居住品质。
浅谈建筑工程中楼板振动分析与运用
摘要：楼板振动问题是一个影响办公楼以及住宅公寓安全和舒适度的问题，近年来越来越引起重视，本文简要的介绍的原因，国内外部分标准的相关规定，设计分析中的关键点，最后通过工程实例说明在实际工程设计中该如何考虑楼板振动问题。
关键词：楼板振动工程运用舒适度关键问题一、概述国内高档办公楼越来越多，这类建筑业主一般要求取消内柱，这样在核心筒与外框柱之间就形成了跨度很长的楼面。
这类结构同大跨度会展中心以及大跨度连桥一样，都存在一个竖向振动问题。
人行走时在楼板上产生的冲击力会引起楼板发生竖向振动，这个振动会被在其周围工作、学习或者睡眠的人感觉到，当振动较大时，感受者可能会感到烦躁、不适甚至恶心，严重影响其工作、学习的效率，大跨度钢结构或者组合结构楼面这个现象尤其严重。
另外，当人行走频率同楼板的自振频率接近的时候，还会引起楼板的共振，会产生累积疲劳损伤，从而影响结构的安全。
因此楼板振动不仅仅是一个关于建筑物正常使用的舒适度问题同时也是一个关于结构的安全性问题。
这个问题在国外早已引起重视并已经进行了深入的研究，现在已经广泛运用到实际工程设计中。
近年来，国内对其研究和运用重视起来。
2010年修订的《混凝土结构设计规范》gb50010-2010第 3.4.6条对不同使用功能建筑的楼盖最小竖向自振频率有了规定，这主要是从结构安全的角度考虑的，而2010年修订的《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.7.7条则从舒适度的角度对楼盖的竖向振动加速度限值给予了明确的规定。
并且国内一些建成的以及大多数在建的超高层办公楼在设计阶段都考虑了楼盖舒适度问题，如已经投入使用的北京京澳中心、即将建成的深圳证券交易所等。
二、可接受振动限值的标准《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.7.7条的要求以加速度峰值的限值来表示，如下表1所示：表1 高规中规定的楼盖竖向振动加速度峰值限值人员活动环境峰值加速度限值（m/s^2）竖向自振频率不大于2hz 竖向自振频率大于4hz 住宅、办公0.07 0.05 商场及室内连廊0.22 0.15 注：楼盖结构竖向自振频率为2hz~4hz时，峰值加速度限值可按线性插值选取。
《2024年装配式钢结构建筑组合楼板人致振动舒适度研究》范文
《装配式钢结构建筑组合楼板人致振动舒适度研究》篇一一、引言随着装配式钢结构建筑在全球范围内的广泛应用，组合楼板作为建筑的重要结构之一，其振动舒适度问题日益受到关注。
特别是在人行荷载作用下的振动舒适度研究，对提高居民生活质量和确保建筑安全具有十分重要的意义。
本文以装配式钢结构建筑组合楼板为研究对象，系统分析了人致振动下的舒适度性能及影响因素，为今后同类建筑设计提供参考。
二、装配式钢结构建筑概述装配式钢结构建筑以其高效、环保、耐久等优势，在现代建筑中得到了广泛应用。
其组合楼板作为建筑的水平承载构件，不仅要承受自重和各种荷载，还要考虑人行荷载引起的振动问题。
因此，对组合楼板的振动性能进行研究，是确保建筑使用舒适度和安全性的重要环节。
三、人致振动舒适度评价指标人致振动舒适度评价主要依据国际及国内相关标准，结合人体对振动的感知和反应，通过一系列物理量如加速度、频率等来衡量。
本文采用国际通用的振动舒适度评价指标，如垂直振动加速度、振动频率等，同时结合主观问卷调查，综合评估组合楼板的振动舒适度。
四、装配式钢结构组合楼板振动特性分析通过对不同类型、不同构造的装配式钢结构组合楼板进行振动试验，分析其动态特性。
包括楼板的自振频率、阻尼比等参数，以及在不同人行荷载作用下的振动响应。
通过对比分析，得出各类楼板的振动性能差异及影响因素。
五、人致振动舒适度影响因素研究本文重点研究了影响装配式钢结构组合楼板人致振动舒适度的主要因素。
包括楼板材料性能、结构形式、刚度分布、步态频率等。
通过理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，探讨各因素对楼板振动性能的影响程度及其相互作用关系。
六、舒适度改善措施与建议根据前述研究结果，提出改善装配式钢结构组合楼板人致振动舒适度的措施与建议。
包括优化楼板结构形式、提高材料性能、调整刚度分布等。
同时，针对不同地区、不同使用需求的建筑，提出相应的设计建议和优化方案。
七、结论通过对装配式钢结构建筑组合楼板人致振动舒适度的研究，本文得出以下结论：1. 不同类型和构造的组合楼板在人行荷载作用下的振动性能存在差异；2. 楼板材料性能、结构形式和刚度分布等因素对振动舒适度有显著影响；3. 通过优化设计，可以有效提高装配式钢结构组合楼板的振动舒适度；4. 主观问卷调查与客观物理量分析相结合的评价方法，能够更全面地评估楼板的振动舒适度。
楼板振动引起的居住性能验算
11 楼板振动引起的居住性能验算根据AISC “Floor Vibrations Due to Human Activity ” Murray Allen & Ungar 1997（全部大梁按两端铰接），当g W f P g n p0)35.0ex p(αβα≤-=时，楼板即可满足居住性能的要求。
其中：g pα——预测最大反应加速度g 0α——反应加速度限制，商、住、办公楼取0.5％ n f ——楼板固有频率 0P ——静力载取0.29KNβ——阻尼比，本设计取0.03 W ——楼板有效重量 由以上条件，则有000517.0)35.0ex p(%5.003.0)35.0ex p(29.0≤-⇒≤-=W f W f gn n pα (1)对(1)式两边取自然对数并整理得：567.735.0ln ≥+n f W而j j l w W =;j n g f ∆=18.0;js jj j I E l w 38454=∆ 从而得： 567.7194.4ln 2≥+jj s jj j w I E l l w (2) 由式(2)可知: a) 梁跨增加，利于振动，不利于满足居住性能要求b) 刚重比(jjw EI )增加，有利于抑制振动，利于满足居住性能要求c) 端部约束增强，有利于抑制振动，利于满足居住性能要求根据以上分析，可以从所有楼板中找出最不利楼板进行分析。
其中7 ～27层奇数层轴线28～33与轴线K ～M 所围成部分楼板、轴线28～33与轴线E ～K 所围成部分楼板、轴线25～26与轴线E ～K 所围成部分楼板居住性能最不利，因支承这三部分楼板的梁在所有梁中跨度最大，且边缘为自由，约束条件最差，为振动最不利区域。
因此，只要这三部分楼板全部满足居住性能要求条件，则其它各层各跨楼板均满足居住性能要求，以下对这三部分楼板分别进行验算。
1) 轴线28～33与轴线K ～M 所围成部分楼板的验算按最不利情况（设次梁均为35c —刚重比最小）考虑。
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߸振ਤ幅（µ(mレ）m) о加ࣘ速ب度（c(mc/semc/2se）c2)
1000 500
1000 500
200 100
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5
2
1
0.5
1
2
冲ѺV击V--33振0ز0动 h h==55%%
VV--1100 冲Ѻ击振ز动 h = 3%
h=3% VV--55 ো连ࣘ续振ز动 VV--33 连ো续ࣘ振ز动 VV-1-1.5.5 ো连ࣘ续振ز动
3.1 例题模型
所选的分析对象为一栋22层的商住楼，现对下图所示的居住层的○A 楼板进行使用阶段性能的 验算(材料采用韩国标准)。
X3
X4
X5
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Y3
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A
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å 材料
混凝土 钢筋 钢材
楼板的使用性能评价
北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1307室 Phone : 010-5165-9908 Fax : 010-5165-9909 E-mail : BeiJing@ Modeling, Integrated Design & Analysis Software
w = 0.135 × 2.4 + 0.1 = 0.424t / m = 4.24 kgf/cm
δ = wl4 = 4.24 × (390 − 25) 4 = 0.0455 cm 384EI 384 × 2.1 × 105 × 20,503.1
f = 1 = 26.3 Hz > 15 Hz 0.175 δ
对于振动的感受会因人而异，而且根据振动发生时的环境以及振动的类型、评价振动的标准 也会发生变化。这里简单介绍一下利用振动的实测结果和分析结果来评价振动的有碍与否的ISO标 准和日本的居住性能评价标准。
2.2.1 ISO 2631-2
国际标准化组织(ISO)通过测定人对步行荷载(heel-drop load)的感知度，确定了一个基本标 准(baseline)。即通过限制最大加速度来规定不同用途的建筑物对步行荷载的抗振指标。如对办 公楼及住宅取系数为10、商场取30、桥梁取100，利用这些系数计算的最大加速度的规定值如图2. 1所示。图2.2显示的是对位移振幅的限制值。
V–3 V–5
V–5 V – 5左右
V – 10
V – 30
V – 10左右 V – 30左右
3. 混合结构的使用阶段性能评价
在本节中使用AISC/CISC的设计方法和时程分析方法分析了某一混合结构的楼板振动特性，并 对结果进行了比较。另外针对时程分析，通过对分析模型、边界条件、荷载等与之相关的各种参 数进行分析，提出了比较合理的时程分析方法。
AISC/CISC在名为“Floor Vibration Due to Human Activity”的钢材设计资料中提出了限 制楼板加速度的方法，此方法综合反映了美国和加拿大的相关研究成果，被认为是到目前为止较 为先进的评价方法。
a p = P0 exp( −0.35fn ) ≤ a 0
g
βW
g
fn = 0.18
目录
1. 概要 2. 评价方法及评价标准
2.1 评价使用性能的方法 2.2 使用性能评价标准 3. 混合结构的使用性能评价 3.1 例题模型 3.2 利用设计公式进行评价
3.2.1 组合楼板设计规定 3.2.2 AISC/CISC的设计公式 3.3 利用时程分析方法评价使用性能 3.3.1 分析模型 3.3.2 步行荷载 3.3.3 查看特征值分析结果 3.3.4 步行荷载振动频率 3.3.5 结果的比较 3.3.6 建模方法 3.4 和实测值比较 3.5 时程分析步骤
V--00.75 连ো续ࣘ振ز动
5 10 20
频ز率ࣻ（(HHZz）)
50 100
200 100
50
20 10
5
2 1 0.5
12
冲Ѻ击VV--3振300ز动 hh==5%
VV-1-100 冲Ѻ击振ز动 h =h=33%%
VV-5-5 ো连ࣘ续振ز动
VV-3-3 ো连ࣘ续振ز动
å 构件尺寸 楼板 主梁
柱 å 荷载
: fck = 240 kg/cm2
: fy = 4,000 kg/cm2 (SD40)
: 主梁
SS400
SRC柱
SM490
: 135 mm
RC Slab + Ferro Deck
: SB2, SG2, SG3
: H-496×199×9/14
SB1, SG1, SG4
一端固定、另一端简支时 f = 18.4 Hz > 15 Hz
两端简支时
f = 11.8 Hz < 15 Hz
3.2.2 AISC/CISC设计公式
AISC/CISC考虑到主梁和次梁对混合结构的楼板振动起很大作用，因此提出了对于其组合模型 通过限制加速度来进行设计的方法。
å 次梁的性能评价
1. 次梁翼缘板的有效宽度(Bb)
δ ：永久荷载产生的挠度(cm)
欧洲规范(Euro code)根据楼板的用途对楼板的最小自振频率和变形量进行了限制，以避免与 居住者走动所引起的振动形成共振。
f0
=
1 2π
α L2
EsI m
其中， f0 : 自振频率
ES : 弹性模量
I : 截面惯性矩
L : 跨度
m : 单位长度质量
α : 基本振动模态的频率系数
我国的《高层民用建筑钢结构技术书规程（JGJ 99-98）》的第7.3.8条中也规定，在进行压 型钢板组合楼板设计时，组合板的自振频率可按表2.1中的第一式估算，且不得小于15Hz。
表2.1 单向楼板的自振频率计算式
边界条件 简支
一端固定、一端滚支 两端固定 悬臂
自振频率计算式(Hz) 1 /( 0.178 δ ) 1 /( 0.177 δ ) 1 /( 0.175 δ ) 1 /( 0.161 δ )
Bb
=
Cb ⎜⎜⎝⎛
DS Db
⎟⎟⎠⎞1/ 4 Lb
=
2
×
⎜⎛ ⎜⎝
3.06 ×104 4.85 ×105
⎟⎞1/ 4 ⎟⎠
×10.4
= 10.42 m
(<2/3×整个板的宽度(26.3m)=17.53m)
式中，Cb 为楼板有效宽度系数
2. 次梁翼缘板的重量(Wb)
Wb = ( wb / Sb )BbL b = (1.87 / 3.9)×10.42 ×10.4 = 51.96 tonf
荷载 (P0)
阻尼 (β)
加速度限制值(a0/g)
办公室、住宅、教堂
29 kgf
0.02 ~ 0.05
0.5
商用设施（商店等）
29 kgf
0.02
1.5
上式适用于混合结构或钢筋混凝土结构，对于平板等其它形式的楼板结构则不宜适用。另外 考虑结构的质量、刚度、阻尼以及步行荷载的时程特性，分析结果会更为准确，而且由于人体对 振动的感知是由振动加速度或振动速度决定的，所以评价建筑物的使用性能时进行时程分析和频 域分析才可得出合理的结果。
振动类型 受冲击振动且 阻尼大的楼板 _
表2.4 不同用途、不同振动类型对应的评价标准
建筑物用途
振动类型
等级Ⅰ
振动类型 1 等级Ⅱ
等级Ⅲ
振动类型 2 等级Ⅲ
振动类型 3 等级Ⅲ
住宅
客厅、卧室
V - 0.75
V – 1.5
V-3
V–5
V – 10
办公楼
会议室、接待室 普通办公室
V – 1.5 V–3
25
Peak Acceleration(% Gravity) 振 幅（µm）
10 Rhythmic Activities, Outdoor Footbridges
5
Indoor Footbridges,
2.5
Shopping Malls,
Dining and Dnacing
1
Offices, Residences 0.5
4. 不同结构形式的楼板使用性能评价（例）
1. 概要
随着建筑设计、施工技术的发展以及材料性能的改善，刚度强、重量轻的材料已经越来越多 地被技术人员使用于建筑结构。同时由于居住者对居住空间的要求更加多样化，为了便于最大限 度地自由地进行空间布置，隔墙少、跨度大的平面布局也越来越受欢迎。这种趋势使楼板对于诸 如步行荷载等比较小的荷载的作用也变得比较敏感。
g ∆b + ∆g
其中， a 0 : 加速度限制值 ∆ b , ∆ g : 次梁和主梁的挠度
W : 自重
上式中通过使用不同的值，考虑了建筑物的用途、非承重构件和隔墙等的阻尼、主梁和次梁 的挠度和质量等的影响。具体使用方法将通过后面的例题进行详细介绍。
表 2.3 AISC/CISC中对振动引起的最大加速度的控制
本文在这里对国外评价结构使用性能的方法和评价标准做了一下简单的介绍，并通过例题对 设计结果和时程分析的结果进行比较，从而提出了比较合理的使用性能的评价方法和分析步骤。
2. 评价方法及评价标准 2.1 评价使用性能的方法
韩国的《组合楼板设计标准》中根据楼板的约束条件给出了如表2.1所示的4个计算楼板自振 频率的计算式，并规定按该式计算的楼板自振频率不得小于15Hz。
VV-1-1.5.5 ো连ࣘ续振ز动