李岳

[摘要]在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，因為建筑結(jié)構(gòu)振動產(chǎn)生的人體舒適度限值關(guān)乎建筑設(shè)計的安全、合理，基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中缺乏對鋼結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的人體舒適度限值規(guī)范，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性能降低。文章在對人體舒適度問題進(jìn)行簡單研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合風(fēng)荷載作用下建筑鋼結(jié)構(gòu)人體舒適度限值研究存在的問題，為如何規(guī)范設(shè)計風(fēng)荷載作用下建筑鋼結(jié)構(gòu)人體舒適度限值展開探究。

[關(guān)鍵詞]風(fēng)荷載；建筑鋼結(jié)構(gòu)；人體舒適度；限值分析

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0044 - 02

1 人體舒適度內(nèi)涵和建筑舒適度限值研究

1.1 人體舒適度內(nèi)涵

人體舒適度主要是從氣象角度來研究和評價不同氣候下人的舒適感，是根據(jù)人體和大氣環(huán)境之間熱交換而產(chǎn)生的一種生物氣象指標(biāo)。在一般情況下，人體舒適度主要受到氣溫、氣壓、風(fēng)速、濕度四個因素的影響。

1.2 建筑舒適度研究概況

建筑舒適度最早的各個限值規(guī)定如表l所示。根據(jù)表1發(fā)現(xiàn)，人體舒適度的限值往往和建筑物應(yīng)用頻率以及頂點加速度存在密切的關(guān)聯(lián)，在建筑的頂點加速度不超過0. 005g的時候，人體是基本上不會感受到建筑振動的，但是在建筑頂點加速度超過0.15g的時候，人體將會無法忍受建筑的振動。

2 風(fēng)荷載作用下建筑鋼結(jié)構(gòu)人體舒適度限值研究存在的問題

2.1 均方根加速度和頂點的加速度

現(xiàn)階段，我國國內(nèi)對風(fēng)荷載作用下建筑鋼結(jié)構(gòu)人體舒適度限值的研究主要采用加速度作為基本衡量因素，但是在實際操作中應(yīng)用的是均方根加速度或者頂點加速度的方式。關(guān)于這兩種研究方式，不同的學(xué)者有著不同的看法。其中，支持均方根加速度研究的人認(rèn)為在重現(xiàn)期為十年的風(fēng)荷載作用下，房屋建筑振動持續(xù)一段時間屬于一種正?，F(xiàn)象?；谌藗儗Τ掷m(xù)振動的不適應(yīng)，采取均方根加速度的方式比最低加速度能夠更好地反映建筑振動對人體舒適度的影響。而支持頂點加速度的人則認(rèn)為，人體對大事件的感知比較明顯，因而在感受振動的時候也會受大事件本身的影響。人體在對加速度感受深刻之后就會熟悉之后的微小振動。在一般情況下，均方根加速度和頂點加速度能夠相互轉(zhuǎn)換，二者的比值是根號2。基于風(fēng)荷載作用下建筑物產(chǎn)生的振動比較隨機(jī)，因而均方根加速度和頂點加速度的比值會隨著建筑物的發(fā)展頻率發(fā)生相應(yīng)的變化。但是在實際研究中，相關(guān)研究人員為了簡化操作會將均方根加速度和固定頂點轉(zhuǎn)換系數(shù)3.5相乘。

2.2 建筑物側(cè)移限值和舒適度限值之前的關(guān)系

為了提升建筑物使用的舒適度，需要加強對建筑物中讓人感到不舒服振動的控制。但在風(fēng)洞試驗研究的結(jié)果出來之前，操作人員對工程建筑結(jié)構(gòu)舒適度的控制一般通過限制結(jié)構(gòu)的側(cè)移來實現(xiàn)。但是經(jīng)過實踐研究證明，建筑物的舒適度是由結(jié)構(gòu)振動大小來決定，簡單的采用側(cè)移限值不能有效控制建筑結(jié)構(gòu)舒適度。

2.3 相關(guān)規(guī)范中對建筑舒適度限值的研究不充足

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加重了土地資源的緊缺，高層建筑數(shù)量的增多使得人們提高了對建筑物的要求。風(fēng)荷載作用下的高層建筑物會加重居民的不適感，一些居民還會向建筑開發(fā)商提出額外的費用補助要求。可見，建筑舒適度問題不僅影響房屋購買者的選擇，而且還會影響房屋建筑的社會影響力。但是在我國現(xiàn)階段的建筑鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中，缺少對鋼結(jié)構(gòu)舒適度限值的規(guī)定。

3 風(fēng)荷載作用下建筑鋼結(jié)構(gòu)人體舒適度限值建議

3.1 風(fēng)荷載的重現(xiàn)期

風(fēng)荷載重現(xiàn)期的選擇對建筑物的舒適度產(chǎn)生了深刻的影響，在風(fēng)荷載重現(xiàn)期短的時候建筑人員會加重對建筑物的不適，相應(yīng)，風(fēng)荷載重現(xiàn)期長的時候還會增加建筑物的市場造價。結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)外建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，風(fēng)荷載重現(xiàn)期可以取1，5，6，10和50?？紤]到自然氣候條件，鋼結(jié)構(gòu)承載力的驗算一般會選擇風(fēng)壓的方式計算。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，重新將風(fēng)荷載重現(xiàn)期確定為10年，以便工程設(shè)計人員的使用。

3.2 舒適度的指標(biāo)

結(jié)合我國實際情況來看，對房屋建筑物舒適度評價指標(biāo)應(yīng)用的是頂點加速度，經(jīng)過長時間的應(yīng)用，工程設(shè)計人員習(xí)慣應(yīng)用頂點加速度來衡量人體在風(fēng)荷載建筑中是否舒適，這種衡量方式操作比較簡單。為此，為了提升衡量操作的便利，需要相關(guān)人員結(jié)合建筑物發(fā)展實際，進(jìn)一步加強對風(fēng)荷載作用下舒適度設(shè)計試驗的研究。

3.3 合理選取建筑鋼結(jié)構(gòu)加速度限值

結(jié)合房屋建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對頂點加速度限值的規(guī)定，可以將我國鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載作用下的加速度限值設(shè)定為：頂點加速度不超過0. 25 m/ s2，同時，對于公共建筑來講，頂點加速度不能超過0.15m/s2。這樣的要求和規(guī)定中的頂點加速度限值標(biāo)準(zhǔn)有一定的提高，符合時代發(fā)展需要。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合我國社會房屋建筑發(fā)展的需要，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中需要適當(dāng)?shù)脑黾邮孢m度限值條文，將房屋建筑結(jié)構(gòu)的振動控制在合理范圍內(nèi)，避免建筑房屋對使用者帶來身體不適應(yīng)感。另外，結(jié)合我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展情況，建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑的重現(xiàn)期為10年，在這樣的情況下，公共建筑的頂點加速度要控制在0. 25 m/s2，公寓建筑頂點加速度不能超過0.15m/S2。

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