關(guān)于大懸挑結(jié)構(gòu)樓板的舒適度分析
——保利.肇慶瓏灣花園22#與23#樓連廊

(廣州寶賢華瀚建筑工程設(shè)計(jì)有限公司 廣東 廣州 510096)

本工程為肇慶市保利肇慶瓏灣花園22#與23#樓空中連廊，連廊高度55米，連廊內(nèi)功能為健身區(qū)域，設(shè)計(jì)采用22#樓右側(cè)設(shè)抗震縫斷開，22#與23#樓之間的健身房由23#樓懸挑設(shè)計(jì)，懸挑跨度最大長度為13.8m。

本項(xiàng)目屬于丙類建筑，場地抗震設(shè)防烈度為六度，設(shè)計(jì)地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，基本風(fēng)壓0.40kN/m2，為避免其他樓層和本樓層右側(cè)結(jié)構(gòu)在模態(tài)分析狀態(tài)下提前出現(xiàn)局部振動(dòng)，選取與懸挑結(jié)構(gòu)有連接的下一層及屋面層為研究對象，求解模態(tài)狀態(tài)下懸挑結(jié)構(gòu)的自振頻率和人行荷載作用下的豎向加速度，圖1.1為懸挑連廊建筑平面圖，圖1.2為SAP2000結(jié)構(gòu)模型。

圖1.1 懸挑連廊建筑平面圖(健身房區(qū))

圖1.2 SAP2000結(jié)構(gòu)模型

一、設(shè)計(jì)信息

構(gòu)件及荷載信息：健身房采用壓型組合鋼板(C30，Q345GJ)，板厚為150mm，附加恒載2.0kN/m2(不計(jì)樓板自重)，活載5.0kN/m2(考慮動(dòng)力作用放大活載)；屋面層板厚為50mm(建筑條件后期外包鋁板)，附加恒載2.15kN/m2(不計(jì)樓板自重)，活載0.5kN/m2，采用SAP2000軟件計(jì)算。

圖2.1 幕墻及女兒墻荷載(一側(cè)風(fēng)壓1.2kN/m2，一側(cè)風(fēng)壓0.9 kN/m2)

二、計(jì)算結(jié)果

圖3.1～圖3.3為模態(tài)分析下周期和頻率，f2為結(jié)構(gòu)自振頻率，頻率為7.57HZ，滿足《高規(guī)》[2]3.7.7條樓蓋結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)頻率不宜小于3HZ的要求。

計(jì)算得到結(jié)構(gòu)最大變形值點(diǎn)及數(shù)值，恒載下Z方向最大位移為13.14mm，永久荷載和可變荷載下最大位移為4.75mm，可變荷載產(chǎn)生位移為3.27mm，《鋼標(biāo)》[1]附錄B中永久荷載和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的最大允許值為69mm，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的最大允許值為55.2mm，本結(jié)構(gòu)滿足豎向位移變形和應(yīng)力比要求。

圖3.1 T1=0.22s，f1=4.59HZ(Y方向平動(dòng))

圖3.2 T2=0.13s，f2=7.57HZ(Z方向振動(dòng))

圖3.3 T3=0.12s，f3=8.26HZ(扭動(dòng))

三、樓板舒適度分析

本連廊懸挑跨度最大長度為13.8m，寬度為12.5m，高度5.8m，考慮大懸挑結(jié)構(gòu)為健身功能區(qū)，動(dòng)力荷載較大，采用《高規(guī)》推薦的時(shí)程分析方法驗(yàn)算樓板振動(dòng)模態(tài)下最大位移處的樓蓋豎向振動(dòng)加速度[3][4]。

活動(dòng)區(qū)域建筑面積121m2，按照每2m2/人，根據(jù)泊松概率分布，人群荷載采用單人荷載放大7.8倍，表1為采用的時(shí)程曲線，表2加載工況，圖3.1為加載荷載點(diǎn)示意圖。

表1 時(shí)程曲線

表2 加載工況

圖4.1 加載荷載點(diǎn)示意圖

(2)計(jì)算結(jié)果

圖4.2 工況1豎向加速度

圖4.3 工況2豎向加速度

圖4.4 工況3豎向加速度

由圖4.2～圖4.4為不同工況下豎向加速度最大值，工況2和工況3均滿足高規(guī)3.7.7商場及室內(nèi)連廊峰值加速度限值0.15m/s2的要求，工況1豎向加速度為0.166 m/s2，大于0.15m/s2，比限值增大10.6%，8個(gè)人在健身房最不利位置概率很小，加載后荷載作用放大，因此豎向加速度數(shù)值0.166 m/s2偏于保守，工況2更接近實(shí)際，因此采用0.138 m/s2作為結(jié)構(gòu)豎向加速度，滿足《高規(guī)》3.7.7要求。

四、總結(jié)

通過SAP2000對懸挑結(jié)構(gòu)計(jì)算得到樓蓋豎向振動(dòng)頻率滿足《高規(guī)》3.7.7條不宜小于3HZ的要求。計(jì)算得到結(jié)構(gòu)最大變形值點(diǎn)及數(shù)值滿足《鋼標(biāo)》附錄B中永久荷載和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的最大允許值，同時(shí)滿足豎向位移變形和應(yīng)力比要求。通過在樓板振動(dòng)不利區(qū)域輸入不同頻率和不同行走模式的時(shí)程荷載，求得樓板振動(dòng)模態(tài)下最大位移處的樓蓋豎向振動(dòng)加速度，滿足《高規(guī)》3.7.7要求，該結(jié)構(gòu)方案可行，可作為健身房使用。