مجله علمی صوت و ارتعاش

مجله علمی صوت و ارتعاش

تحلیل دینامیکی سقف‌های عرشه فولادی و بررسی ضوابط آیین‌نامه‌‌‌ای مربوط به آسایش تحت اثر راه رفتن انسان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهنسی عمران، دانشگاه اراک
2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه اراک
چکیده
یکی از بحران‌های غیرطبیعی و انسان‌زا که جوامع را تهدید می‌نماید تولید ارتعاش و صدای کوبه‌ای ناشی از آن است. تولید ارتعاش و صدای ناخواسته می‌تواند به صورت درون ساختمانی یا برون ساختمانی باشد که یکی از مهم‌ترین عوامل تولید صدای درون ساختمانی به علت راه رفتن ساکنین آپارتمان‌ها تحت عنوان صدای کوبه‌ای است. صدای کوبه‌ای تنها به صورت ضوابط غیرسازه‌ای مطابق با مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان کنترل شده و کنترل آن در تحلیل و طراحی المان‌های سازه‌ای دیده نشده است. از نظر سازه‌ای؛ در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان با صرف‌نظر کردن از پارامترهای آکوستیکی و تنها با ارائه یک جدول، فرکانس سقف‌های مسکونی به حداقل پنج هرتز محدود شده است. در مقاله حاضر با استفاده از قابلیت‌های نرم‌افزار ایتبس[i] و ضوابط آیین‌نامه AISC[ii]، اثر راه رفتن به منظور بررسی پارامترهای آسایشی در یک ساختمان دارای سقف عرشه فولادی مطابق ضوابط مقررات ملی ساختمان ایران با سه روش مختلف بررسی شده است. این سه روش شامل: شبیه‌سازی راه رفتن با بار تاریخچه زمانی دینامیکی، تعریف چند مسیر فرضی مختلف راه‌رفتن روی سقف و بررسی تحریک آن و در نهایت تحریک گره‌‌ای با یک محتوای فرکانسی (صفر تا 20 هرتز) است. فارغ از مسائل آکوستیکی، نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که حتی با رعایت کردن ضوابط طراحی مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، آسایش ساکنین آپارتمان‌های دارای سقف عرشه فولادی از جنبه ارتعاشی ممکن است تامین نشود و با محدوده آسایشی AISC Design 11 منطبق نباشد؛ در نتیجه باز طراحی سازه‌ها به منظور تامین الزامات آسایشی مورد نیاز است.
 
[i] Extended 3D analysis of building systems, ETABS
[ii] American Institute of Steel Construction, AISC


 


 

 
 
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Dynamic analysis of steel deck floors and evaluation of the comfort specifications in design codes under human-induced loads

نویسندگان English

Vahid Farahani 1
Mahdi Yazdani 2
1 Department of Civil Engineering, Arak University
2 Department of civil engineering, Arak university
چکیده English

As the living standards of building residents continue to improve, along with safety and economic considerations, engineers are placing greater emphasis on the comfort of inhabitants. One significant human-made crisis that threatens society is noise pollution. Over the past century, factors such as population growth and the proliferation of high-rise constructions have posed challenges to mental health. Unwanted noise can emanate from both inside and outside of buildings. One of the main sources of indoor noise is the impact sound caused by residents walking on building floors. Currently, this type of sound is managed only through non-structural measures, as outlined in Volume 18 of the Iranian National Building Code. Unfortunately, it lacks coverage in the structural analysis and design of building components. From a structural perspective, Volume 10 of the Iranian National Building Code inadequately addresses acoustic limitations. It presents only a table specifying a minimum frequency of 5 Hz for residential floors. This paper examines the effect of foot-induced vibrations in buildings with steel deck floors, utilizing ETABS software in conjunction with the AISC code. Despite the lack of comprehensive acoustic regulations, the results reveal that even when complying with the design criteria established in Volume 10 of the Iranian National Building Code, the vibrational comfort of residents in apartments with steel deck floors may not be adequately assured.

کلیدواژه‌ها English

Dynamics Analysis
steel deck floors
impact sound
comfort analysis
frequency domain
[1] مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طرح و اجرای ساختمان فولادی ویرایش پنجم  (1401). مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی.
[2] Bi, Wenzhai, Haitao Li, David Hui, Milan Gaff, Rodolfo Lorenzo, Ileana Corbi, Ottavia Corbi, and Mahmud Ashraf. "Effects of chemical modification and nanotechnology on wood properties." Nanotechnology Reviews 10, no. 1 (2021): 978-1008.
[3] Cao, Liang, Jiepeng Liu, Jiang Li, and Ruizhi Zhang. "Experimental and analytical studies on the vibration serviceability of long-span prestressed concrete floor." Earthquake Engineering and Engineering Vibration 17 (2018): 417-428.
[4] Dal Lago, Bruno, Luca Martinelli, and Francesco Foti. "Slender precast voided slabs under walking‐induced vibration." Structural Concrete 23, no. 6 (2022): 3416-3443.
[5] Ding, Yewei, Yifan Zhang, Zheng Wang, Zizhen Gao, Tongyue Zhang, and Xiuling Huang. "Vibration test and comfort analysis of environmental and impact excitation for wooden floor structure." BioResources 15, no. 4 (2020): 8212.
[6] Jaafari, Chaimaa, and Jamshid Mohammadi. "Floor vibration control as a serviceability requirement in design standards and practices." Practice Periodical on Structural Design and Construction 23, no. 2 (2018): 04018003.
[7] Lago, Fernanda Scussiato, Moacir Kripka, Osama Sam Salem, and Zacarias M. Chamberlain Pravia. "Experimental and analytical study of vibration parameters in waffle concrete slabs." Engineering Structures 199 (2019): 109593.
[8] Liu, Fangzhou, Jean-Marc Battini, and Costin Pacoste. "Assessment of hollow-Core concrete floors against human-induced vibration." Structural Engineering International 31, no. 3 (2021): 376-390.
[9] Middleton, C. J., and J. M. W. Brownjohn. "Response of high frequency floors: A literature review." Engineering Structures 32, no. 2 (2010): 337-352.
[10] Murray, T. M., D. E. Allen, and E. E. Ungar. "Design guide 11, floor vibrations due to human activities." American Institute of Steel Construction (2003).
[11] Nguyen, Huu Anh Tuan, Noel Lythgo, Emad Gad, John Wilson, and Nicholas Haritos. "Development of dynamic load factors for human walking excitation for floor vibration design." (2022).
[12] Kim, Deok-Ki, Je-Woo Park, Hong-Jin Kim, and Tae-Hyu Ha. "Floor vibration evaluation of lightweight steel frame floor for different design factors and measuring methods." Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction 29, no. 7 (2013): 3-10.
[13] Smith, Andrew L., Stephen J. Hicks, and Paul J. Devine. Design of floors for vibration: A new approach. Ascot, Berkshire, UK: Steel Construction Institute, 2007.
[14] International Organization for Standardization. Bases for design of structures--serviceability of buildings and walkways against vibrations. ISO, 2007.
[15] Yang, Xiaojun, Xiaolan Tang, Lan Ma, and Youfu Sun. "Sound insulation performance of structural wood wall integrated with wood plastic composite." Journal of Bioresources and Bioproducts 4, no. 2 (2019): 111-118.