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某大跨度购物中心楼板结构舒适度分析
作者：唐荣
来源：《建材发展导向》2014年第03期
摘要：对于大跨度商场项目，其楼板振动舒适度也是设计中一项不可忽视的环节。文章
介绍了楼板舒适设计的基本理论和基本方法，采用SAP2000针对某一大跨度购物中心的楼板结构进行了舒适度分析，以考察大跨度楼板结构的竖向自振频率和人行荷载作用下楼板的竖向加速度，与规范限制进行对比，考察其舒适度的设计符合情况。
关键词：自振频率；竖向加速度；大跨度楼板；稳态分析；时程分析
项目位于广东省佛山市，裕和路与文华南路交汇处西南角，东起文华南路，西至华章路，南至君兰路，北至裕和路。该购物中心为五层高钢筋混凝土结构，局部大跨度梁采用型钢梁，四层大跨度处钢梁跨度达23m，钢梁截面高度为1300mm，前期的分析表明有必要对此区域楼板结构的舒适度进行分析。
1 舒适度设计的基本理论
国际标准化组织（ISO 2631-2）通过测定人对步行荷载的感知度，确定了一个基本标准（图1所示），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。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010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；对于商场及室内连廊的竖向振动加速度峰值为：竖向自振频率不大于2Hz时为0.22m/s2；竖向自振频率不大于4Hz时为0.05m/s2。
图1
2 有限元模型
考虑到四层商业楼层的跨度相对较大（23m左右），以及采用部分区域挑梁悬挑长度较大（8m～10m）；本工程的楼板振动舒适度分析时基于楼板的自振频率和楼板的竖向峰值加速度进行分析。商场选取的楼板模型位于第四层，如图2所示。
图2 商场四层舒适度计算模型
3 激励荷载与激励节点
四层大跨度楼层处大跨度钢梁及挑梁截面高度均为为1300mm，楼面厚度为120mm。在振动分析中，除了钢梁及混凝土楼板的自重外，亦考虑了商场的面层及隔墙荷载（1.0kN/m2）和活荷载（0.7kN/m2）的质量，阻尼比取为3%。通过模态分析，得到结构的一阶模态如图4所示（以下简称商场），楼板自振频率为4.93Hz，计算分析时采用MIDAS程序中内嵌的由