߸振ਤ幅૓（µ಩(mレ）m) о加ࣘ速‫ب‬度૓（c಩(mc/semc/2se）c2)
1000 500
1000 500
200 100
50
20 10
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


4(
4(
Y3
4#
4(
4(

A

4(
4(
Y2
4(
4#
4(

Y1
4(
4(
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