關于大懸挑結構樓板的舒適度分析
——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計有限公司 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，連廊內功能為健身區(qū)域，設計采用22#樓右側設抗震縫斷開，22#與23#樓之間的健身房由23#樓懸挑設計，懸挑跨度最大長度為13.8m。

本項目屬于丙類建筑，場地抗震設防烈度為六度，設計地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，基本風壓0.40kN/m2，為避免其他樓層和本樓層右側結構在模態(tài)分析狀態(tài)下提前出現局部振動，選取與懸挑結構有連接的下一層及屋面層為研究對象，求解模態(tài)狀態(tài)下懸挑結構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結構模型。

圖1.1 懸挑連廊建筑平面圖(健身房區(qū))

圖1.2 SAP2000結構模型

一、設計信息

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

圖2.1 幕墻及女兒墻荷載(一側風壓1.2kN/m2，一側風壓0.9 kN/m2)

二、計算結果

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

計算得到結構最大變形值點及數值，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，可變荷載產生位移為3.27mm，《鋼標》[1]附錄B中永久荷載和可變荷載標準值產生的最大允許值為69mm，可變荷載標準值產生的最大允許值為55.2mm，本結構滿足豎向位移變形和應力比要求。

圖3.1 T1=0.22s，f1=4.59HZ(Y方向平動)

圖3.2 T2=0.13s，f2=7.57HZ(Z方向振動)

圖3.3 T3=0.12s，f3=8.26HZ(扭動)

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，考慮大懸挑結構為健身功能區(qū)，動力荷載較大，采用《高規(guī)》推薦的時程分析方法驗算樓板振動模態(tài)下最大位移處的樓蓋豎向振動加速度[3][4]。

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

表1 時程曲線

表2 加載工況

圖4.1 加載荷載點示意圖

(2)計算結果

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，因此豎向加速度數值0.166 m/s2偏于保守，工況2更接近實際，因此采用0.138 m/s2作為結構豎向加速度，滿足《高規(guī)》3.7.7要求。

四、總結

通過SAP2000對懸挑結構計算得到樓蓋豎向振動頻率滿足《高規(guī)》3.7.7條不宜小于3HZ的要求。計算得到結構最大變形值點及數值滿足《鋼標》附錄B中永久荷載和可變荷載標準值產生的最大允許值，同時滿足豎向位移變形和應力比要求。通過在樓板振動不利區(qū)域輸入不同頻率和不同行走模式的時程荷載，求得樓板振動模態(tài)下最大位移處的樓蓋豎向振動加速度，滿足《高規(guī)》3.7.7要求，該結構方案可行，可作為健身房使用。