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国家标准计划《调谐质量阻尼器技术要求》由 333(住房和城乡建设部)归口 ,主管部门为住房和城乡建设部

主要起草单位 中国建筑科学研究院有限公司

目录

基础信息

制修订
制定
项目周期
24个月
申报日期
2019-08-26
公示开始日期
2020-11-06
公示截止日期
2020-11-20
标准类别
安全
国际标准分类号
91.080.99
91 建筑材料和建筑物
91.080 建筑物结构
91.080.99 其他结构
归口单位
住房和城乡建设部
执行单位
住房和城乡建设部
主管部门
住房和城乡建设部

起草单位

目的意义

建筑物在作用下的舒适性是结构工程师在设计过程中需要重点考虑的问题之一。

根据相关研究,在振动过程中人体对振动加速度的敏感性最高,当结构在一定频率范围内的振动加速度超过了限值则会引起人的不适。

在对振动敏感的结构中,如超高层结构、大跨结构和存在机械振动的厂房建筑中,振动效应应当予以特别关注。

Reiher和Meister最早对人的振动舒适度进行系统研究,他们通过实验对人在不同振动强度下的感受进行了分级,得到后来在相当长时间内被广泛认可的五级舒适度评价曲线。

Wiss和Parmelee进行了人对瞬态振动的反应的实验,研究了不同频率、振幅、阻尼的楼板结构,采用综合考虑频率、振幅和阻尼的动力反应因子R来反映人对振动的感觉,他们通过研究发现,相对于结构的频率和振幅来说,阻尼对人的振动具有较明显的影响。

Murray在1981年通过对100个钢-混凝土组合楼板的测试和分析,用频率和跨中最大位移的乘积来评价楼板振动的舒适性的方法,并给出了各种居住环境下稳态振动和瞬态振动的加速度限值。

人对振动的感知受到人体的位置、振源的特征、振动持续时间、楼盖结构的特性、人对振动的预期和人所从事的活动等因素的影响,对于振动舒适性的评价有一系列的国际标准,其中国际标准化组织1989年发布的ISO2631应用得最为广泛。

Allen和Murray在1993年提出当结构自振频率小于9Hz时,对人行天桥、商场和办公室等可用峰值加速度来表征振动舒适度。

近几年国内学者也开始了相关的研究。

黄健通过参照加拿大国家建筑结构标准NBCC和美国钢结构协会标准AISC中与楼板振动相关的设计方法,结合某健身中心楼盖系统对这一问题做了初步探讨,可为有节奏运动作用下的楼板振动舒适度设计提供参考。

宋志刚提出了基于烦恼率的结构振动舒适度设计理论模型,探讨了大跨度梁板结构结构和海洋平台的振动舒适度问题;阳升选用行走和跳跃的荷载工况,利用有限元分析方法对武汉火车站楼面结构进行了舒适度分析;谢伟平等对两层预应力混合结构的武汉商业服务学院体育馆进行了舒适度实测研究,采集了团体操(20人)和打篮球(10人)时楼板和看台的5个位置的振动加速度,并根据ISO2631-1997对实测数据进行了分析;李爱群等建立了起立、行走、和跳跃等动力荷载的模拟方法,提出了考虑行人起步相位角随机分布的随机人群荷载模拟方法,并结合大跨楼盖振动特点,采用多点输入时程分析方法比较了多重调谐质量阻尼器(MTMD)对舒适度的影响。

经过学者们的大量研究,一系列国家标准和国际标准中得以颁布,如英国国家标准局发布的BS系列标准、德国的D创系列和VDI系列标准,150系列标准等。

主要的评价准则有:Reiher和Meister准则、Lenzen准则、McCormick和Murry准则、Wiss-Parmelee准则、国际标准化组织ISO标准曲线、Eillingwood和Tallin准则、加拿大CSA标准S16.1、美国钢结构协会AISC-II钢结构设计指南。

前4个是基于振幅的评价准则,而后面4个是基于加速度峰值的评价准则。

在我国,建筑结构的振动舒适度问题之前容易被忽视。

随着我国社会和经济的发展,人民生活水平的不断提升,对工作、居住环境的要求提高,振动导致的人体舒适度问题在我国也开始越来越受到重视。

我国的《建筑工程容许振动标准》《城市人行天桥与人行地道技术规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构设计规范》《组合楼板设计与施工规范》等都对结构的振动舒适度提出了要求,包括对振动频率和振动加速度的控制要求,但相应的评价方法和解决方案尚不够完善。

当前国内已有大量采用TMD进行结构振动控制的实际工程案例,但截止目前国内尚无专门技术标准,本标准的制定可从振动舒适度设计计算方法、产品设计应用、性能标准、检测方法和标准、产品安装后整体效果测试标准及方法、施工方法及验收标准等方面对采用TMD进行振动控制提供全套且较为完整的工程应用的规范标准依据,同时规范国内工程应用,保证项目质量安全,具有十分重要的社会经济意义。

范围和主要技术内容

《调谐质量阻尼器(TMD)》本标准定位为产品标准。因此,本标准注重于对产品—调谐质量阻尼器(TMD)的定义,技术指标及质量控制,围绕产品的性能要求、检验方法和规则等进行了规定。因此,本标准的制定,能够满足设计单位、施工单位、监理单位、建设单位的需要,填补了调谐质量阻尼器(TMD)同类技术规范的空白。 (一)适用范围 本标准适用于结构(构件)振动舒适度计算与控制、产品设计及应用、产品检测与施工等技术措施和规定等,主要针对调谐质量阻尼器(TMD),故本标准的名称表述为《调谐质量阻尼器(TMD)》。 (二)调谐质量阻尼器(TMD)定义 调谐质量阻尼器(TMD)由质块,弹簧与阻尼系统组成。将其振动频率调整至主结构频率附近,改变结构共振特性,以达到减震作用。 (三)调谐质量阻尼器(TMD)的检测方法 提出调谐质量阻尼器(TMD)频率、阻尼测定方法,以及产品安装后结构(构件)自振频率测定方法。 (四)调谐质量阻尼器(TMD)标准主要章节内容 主要章节内容如下: 1 TMD产品 2 术语和定义 3 振动舒适度外部激励荷载输入方法 4 产品技术要求及试验方法 5现场结构动力特性测试方法 6产品施工与验收 7 标志、包装、运输和储存