某大型商场楼盖模拟加固前后振动分析

卓炳灿

（福建省建筑工程质量检测中心有限公司，福建 福州 350025）

提要：现代城市化建设中商场室内建筑结构普遍采用大跨度，以某大型商场为实例，实测了三种工况，分别对某商场楼盖在模拟加固前后所产生的影响，并采用DASP软件进行数据分析，评估该商城楼盖后续运营使用的舒适度。

0 引言

随着社会的进步，城市的发展，大跨度楼盖被广泛应用于商场、体育馆等公共建筑建设中。但是大跨度楼盖自振频率低容易产生竖向振动，日常活动等造成的振动对结构产生的安全问题变成工程建设需要考虑的问题。本文通过实际工程案例对某大型商场楼盖模拟加固前后的振动情况进行分析。

1 工程概况

某大型商场为地下两层地上五层商业建筑，目前正在进行室内装修及设备安装，中庭通廊区设有自动扶梯,一至二层扶梯提升高度5.4m，净重78KN,名义速度0.5m/s，最大输送能力4800人/小时； 二至四层扶梯提升高度5.1m，净重78KN,名义速度0.5m/s，最大输送能力4800人/小时。施工过程中发现（7-8）轴、（9-10）轴、（13-14）轴、（17-18）轴室内扶梯的休息平台处存在不同程度的振颤感。为科学评估该商城楼盖后续运营使用的舒适度以及日常活动下结构的安全性，对支承扶梯的挑梁、楼板进行现场振动测试。

2 测试范围、内容

1)检测范围：中庭通廊区自动扶梯区域（7-8）轴、（9-10）轴、（13-14）轴、（17-18）轴二～四层部分楼板，具体位置详图1至图3。

2)检测内容：模拟加固前：①静态环境下楼盖振动频率测试；②人行激励下楼盖竖向振动加速度峰值测试(各工况状态详工况a、工况b、工况c)；模拟加固后：对(17-18）轴二层楼板分别在靠近悬挑梁一侧板底布置支撑，进行人行激励下楼板竖向振动加速度峰值测试(各工况状态详工况a、工况b、工况c)。

3)人行激励下各工况

工况a：电梯满载运行状态(电梯上下运行时约25人)；

工况b：电梯静止，人群正常行走状态(电梯上下行共 25人，人行走频率约1.5Hz)；

工况c：电梯静止，人群快速行走状态（电梯上下行共15人，人行走频率约2.5-3Hz）。

4）测点布置：①楼盖振动频率测试，分别在各楼板构件板面中心位置布置测点，进行环境振动检测自振频率；②人行激励下振动测试，分别在各楼板构件板面中心位置及悬挑梁端(或梁跨中)布置测点，对各工况下楼板竖向振动加速度进行测试。

图1：（7-8）轴、（9-10）轴检测位置

图2：（13-14）轴检测位置

图3：（17-18）轴检测位置

3 模拟加固前楼盖体系振动

3.1 静态环境下楼盖振动频率测试

采用脉动法对中庭通廊区自动扶梯区域（7-8）轴、（9-10）轴、（13-14）轴、（17-18）轴二～四层部分楼板振动频率进行测试，楼板振动频率统计结果详表1。加速度时域波形图及频谱示意图如图4。

图4：加速度时域波形图及频谱示意图

表1 楼板频率测试统计结果

由表1测试结果可以看出，所测各楼板构件第一阶频率分布在5.1Hz～7.1Hz，符合《高层建筑混凝土结构技术规程》中楼盖结构的竖向振动频率不宜小于 3Hz的要求，当楼盖的自振频率小于3Hz时，可认为楼盖的自振频率满足人的舒适度要求，依据《高层建筑混凝土结构技术规程》楼盖竖向振动加速度限值取0.15m/s2。

3.2 人行激励下楼盖体系振动

中庭通廊区自动扶梯区域（7-8）轴、（9-10）轴、（13-14）轴、（17-18）轴二～四层部分楼板，在各工况人行激励作用下，楼板竖向振动加速度峰值统计结果详表2、表3。

表2 各工况荷载作用下楼板振动加速度峰值测试统计结果

表3 （17-18）轴开间各工况荷载作用下楼板振动加速度峰值统计结果

由表2、表3的测试结果可以看出，所测（7-8）轴及（9-10）轴开间楼板构件在各工况人群荷载试验作用下，竖向加速度峰值基本满足规范要求；所测(13-14)轴及(17-18)轴开间楼板构件在电梯静止人员行走状态下，楼板竖向加速度峰值均不同程度超出规范要求，其中(17-18)轴开间二层楼板构件在电梯满载运行状态下，楼板竖向加速度峰值已超出规范要求。

4 模拟加固后楼盖体系振动

对中庭通廊区自动扶梯区域（17-18）轴二层楼板，分别在靠近悬挑梁一侧板底布置钢管柱支撑，进行人群荷载试验作用下，钢管柱支撑详图5及照片1所示，在各工况人群荷载试验作用下，加固前后楼板竖向振动加速度峰值统计结果详表4。

图4：2B-(17-1/17)-(1/D-E)楼板模拟钢管柱加固支撑

照片1：2B-(17-1/17)-(1/D-E)楼板模拟钢管柱加固支撑

表4 2B-(17-1/17)-(1/D-E)楼板加固前后振动加速度峰值统计结果

5 测试结果

通过由表4的测试结果可以看出，(17-18)轴开间二层楼板在模拟加固后各工况荷载作用下，所测楼板竖向加速度峰值较加固前均出现不同程度下降。测试过程采用脚手架支撑，人行激励下钢管仍会产生颤抖，无法完全实现实际加固后状态。

6 结语

（1）静态环境下大跨度楼板构件第一阶频率符合《高层建筑混凝土结构技术规程》中楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz的要求。

（2）对大跨度楼盖进行加固，提高楼盖的刚度，能有效降低楼板竖向加速度峰值。