Page 60 - 《振动工程学报》2026年第5期

1264 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

相同工况参数模拟集体操运动，在楼盖中心位置进 明本文所建立的人群跳跃荷载函数与人群跳跃荷载
行 16 人同步跳跃对楼盖竖向振动的测试，如图 14 所 下楼盖动力响应计算方法准确可靠。

示。单人体重约 70 kg，激振时间 1 min，激振过程中
表 3 振动舒适度评估指标理论计算、有限元分析与实测
采用电子节拍器控制激振频率为 2.4 Hz。
结果对比

Tab. 3 Comparison of theoretical calculation and finite element
analysis results with measured results for vibration
comfort assessment indices

竖向 与实测 16人跳跃 与实测
识别方法
−2
基频/Hz 误差/% 动力响应/(m·s ) 误差/%
理论计算 2.44 +3.83 0.258 −4.44
有限元分析 2.27 −3.40 0.249 −7.78

图 14 楼盖人致竖向振动现场测试 4 楼 盖 竖 向 振 动 舒 适 度 评 估 流 程
Fig. 14 Field testing of human-induced vertical vibration of the
floor 结合舒适度评估指标计算方法和结构参数敏感

楼盖中心位置 16 人同步跳跃荷载下楼盖竖向振 性分析结果，总结得到的体育馆张弦梁-混凝土板组
动加速度响应结果如图 15 所示，可知 16 人同步跳跃 合楼盖竖向振动舒适度快速评估与优化流程如图 16
荷载下楼盖的竖向加速度在 0.3 m/s 左右，计算得 所示。首先，确定楼盖的梁布置形式和边界条件，得
2
到 其 均 方 根 加 速 度为 0.270 m/s ， 超 出 规 范 [11] 限 值 到其相关结构参数；其次，选择适用于这种梁布置方
2
(0.2 m/s )，该体育馆张弦梁-混凝土板组合楼盖结构
2
体育馆张弦梁-混凝土板组合楼盖
在实际使用中可能存在竖向振动舒适度问题。 竖向振动舒适度快速评估优化流程
0.4 楼盖边界条件梁板布置 评估前处理 楼盖上部人致荷载
加速度响应 / (m·s −2 ) −0.2 0 方式与相关结构参数 强度与位置
0.2

评估指标f、a p 计算

−0.4
跳跃者频率f p 、
结构自重q 0 、预应力
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 基频计算相关参数选取 单人跳跃荷载模拟
t / s H等 接触率e等

图 15 16 人同步跳跃荷载下楼盖竖向振动加速度响应 结构相关计算 人群跳跃荷载模拟
主梁抗弯刚度B等 建立人群跳跃荷载F N (t)
Fig. 15 Vertical vibration acceleration response of floor under
synchronized jumping load of 16 people 根据楼盖类型选取 公式计算竖向振动

公式进行基频f计算 加速度a p
3.3 指标计算方法验证
是否满足规范 是
将原始结构的竖向基频公式计算、有限元模拟 f、a p 双控
否 限值
与实际测试结果进行对比，如表 3 所示，计算值与有
结构措施 阻尼措施
限元分析结果之间的误差为 6.97%，两方法与实际测 减
振
试得到的基频之间的误差均小于 5.0%。可见本文提 减小梁间距、 效 阻尼装置选取
增大梁刚度、
出的基频计算公式具备较高的准确性。 优化撑杆长度等 果 参数与减振方案设计
不
达
对楼盖中心位置 16 人同步跳跃的实测响应数据 标
减振效果分析 减振效果分析
进行跳跃频率、接触率等参数识别，通过式 (20) 建立
相应的跳跃荷载函数。对比相同工况下楼盖加速度 完成楼盖舒适度评估与优化
响应的实测与有限元分析结果（表 3），实测与有限元
图 16 体 育 馆 张 弦 梁 -混 凝 土 板 组 合 楼 盖 竖 向 振 动 舒 适 度
分析的均方根加速度分别为 0.270 和 0.249 m/s ，误差
2
快速评估与优化流程
为−7.78%。将楼盖基频、模态质量等参数代入式 (27) Fig. 16 Rapid assessment and optimization process for vertical
2
可快速计算同工况下的动力响应理论值为 0.258 m/s ， vibration comfort of the gymnasium’s cable supported
与实测数据均方根加速度的误差为−4.44%。结果表 beam structure-concrete slab composite floor