跳到内容

专家建议

轻框架工程的楼板振动分析

介绍了几种分析和限制轻框架木结构建筑地板振动性能的方法.

轻框架木地板结构

轻框架木地板结构的振动是一个重要的居住者舒适性问题. 然而，达到可接受的地板振动水平并不是规范的要求. 像这样, 有可能设计一个符合规范的木地板结构，由于标准的人流量而产生令人讨厌或不可接受的振动.

影响地板振动性能的因素有很多，包括:

  • 存在混凝土顶部或其他块状材料
  • 地板护套的厚度/刚度
  • 楼板托梁/桁架的刚度、间距和跨度
  • 阻挡/桥接/强背的存在、大小和间距
  • 存在直接应用的天花板
  • 托梁支承元件刚度(i.e.(梁、承重墙)
  • 存在隔墙

已经发表了几种振动分析方法, 每一个都考虑到这些变量中的一些或全部.

什么是“可接受的振动水平”是主观的, 但性能水平通常是通过地板频率来衡量的. 根据 Frank Woeste和Dan Dolan的一篇文章“居住者对7-10赫兹范围内的振动非常敏感. 在理论上, 振动远高于7-10赫兹的托梁设计(或地板系统设计)应该被居住者判断为可接受的，因为他们感觉不到更高的频率. 一般来说, 更宽的托梁间距(中心24英寸对中心12英寸)将产生更高的频率，因为更深的成员, 具有更大的弯曲刚度(EI), 是否需要满足建筑规范的偏转要求.“然而, FPInnovations的研究 已经证明这种方法可能“太简单，无法区分有混凝土顶部和没有混凝土顶部的地板的振动行为?, 并控制振动在大范围的轻型框架木梁地板. 例如, 混凝土浇头的大跨度轻框架木梁地板的频率可以低于14Hz, 但振动性能可以很好.”

这就留下了两个主要问题:

  • 地板振动应根据什么标准进行检查
  • 用什么方法来确定地板的振动性能?

分析和限制楼板振动性能的两种最常用的方法是挠度极限和楼板频率.

一个简单的, 规定的限制振动的方法是限制挠度, 通常比IBC要求的标准更高. 这个方法, 通常称为均布荷载(UDL)挠度法, 试图通过限制地板在均匀设计荷载下的静态挠度来控制振动. 例如, 一家地板托梁制造商建议 15英尺以下皇冠2登录welcome楼板的活载挠度上限为L/480，而18英尺以上(15英尺至18英尺之间)楼板的活载挠度上限为L/600。, 他们建议最大活载挠度约为3/8″). 根据FPInnovations, 这种方法假设控制振动的允许挠度与地板的跨度成线性比例. 它基本上意味着跨度越长，允许的挠度越大. 这也许可以解释为什么在以前对轻型框架地板的研究中发现，UDL挠度法并没有消除大跨度类别的振动问题. 因此, 避免地板过度震动, 工程师需要有良好的判断能力，才能根据楼板跨度选择合适的UDL挠度限值.”

符合FPInnovations文本的共识, 一些工程师得出结论，上述活载挠度限制可以是一个有效的振动控制措施，跨度可达22 '左右。. 然而, 跨度大于22 ', 一些振动控制计算表明，挠度限制可能仍然是一种无效的控制振动的方法.

也许今天最广为人知的基于频率的振动分析方法是来自Woeste和Dolan的. 他们的方法，由Thomas M. Murray在文章“建筑地板振动”中提到,这篇文章发表在1991年的《皇冠99hg现金网》上, 根据楼板托梁刚度计算典型楼板托梁的基频, 跨度和应用恒载. 这种方法建议将地板频率限制在有家具的房间的14赫兹或空房间的15赫兹. 过去的经验表明，这可能是一种有效的快速检查工具，但由于没有考虑到地板是否有顶板等措施，它可能会低估地板的性能, 阻塞, 天花板, 等.

为了解决他们认为与上述分析方法的不足之处, FPInnovations提出利用 一种新的分析方法. 该方法根据楼板刚度和质量的组合计算给定组件的最大允许跨度, 具有增加阻塞时允许的跨度的选项, 桥接, 使用坚固的背部或其他加固措施.

一些工程木地板托梁和桁架制造商已经开发了专有软件，其中包括地板性能评级，考虑了许多与FPInnovations方法相同的考虑因素. 这些评级是基于对地板振动性能的感知接受度. 例子包括 惠好TJ专业评级 和 Redbuilt的地板选择评级.

虽然由钢铁行业建立，但一些设计人员将振动控制信息应用于 AISC设计指南 适用于轻型木地板框架.

其他资料来源:

一个较少出现的相关问题是支撑楼板托梁/桁架的木梁的振动性能. 上述的Dolan方法确实提供了一个验算典型楼板框架构件楼板组合振动性能与支承梁振动性能的方程, AISC设计指南11也是如此. 然而，检查木梁的振动通常不做. 最佳实践包括限制偏差和验证系统的综合性能仍将产生可接受的水平.

标签

相关资源