(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211082391.7 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 中建科技 集团有限公司 地址 518118 广东省深圳市龙岗区坪 山区 坪山街道坪山大道2007号创新广场B 座B1901 申请人 哈尔滨工业大 学 （深圳） (72)发明人 张绍栋　鲁晓通　周若洋　周舒静　 查晓雄　 (74)专利代理 机构 深圳市辉泓专利代理有限公 司 44510 专利代理师 刘海军　孟强 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06T 17/20(2006.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业 厂房振动舒 适度计算方法 (57)摘要 本发明公开一种基于人行、 设备、 汽车荷载 激励下高层工业厂房振动舒适度计算方法， 包 括： 1、 建立高层工业厂房整体结构有限元模型； 2、 利用有限元模型来实现移动 荷载的模拟， 加载 平面为XY平面， 通过界定加载区域及速度， 给出 加载路径跟时间的关系式， 并通过赋值压强来实 现移动荷载； 3、 前往实地进行人行荷载下高层工 业厂房振动响应实地测试测量， 得到测试楼板的 振动加速度时程曲线； 4、 对高层工业厂房整体结 构有限元模型的调整； 5、 通过调整后的有限元模 型模拟建立人行、 设备和汽车荷载三种激励下楼 板的振动响应在同楼层不同位置以及不同楼层 的传递规律； 6、 舒适度评价： 得出有限元模型模 拟在同楼层不同位置以及不同楼层舒 适度评价。 权利要求书1页 说明书8页 附图13页 CN 115438546 A 2022.12.06 CN 115438546 A 1.一种基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计算方法， 其特征 是： 所述的方法包括下述 步骤： 步骤S1、 建模： 建立高层工业厂房整体结构有限元模型； 步骤S2、 移动荷载的模拟： 利用有限元模型来实现移动荷载的模拟， 加载平面为XY平 面， 通过界定加载区域及速度， 给出加载路径跟时间的关系式， 并通过赋值压强来 实现移动 荷载； 步骤S3、 人行荷载实地测试： 前往实地进行人行荷载下高层工业厂房振动响应实地测 试测量， 得到测试楼板的振动加速度时程曲线； 步骤S4、 有限元模型调整： 根据步骤S3的测试结果， 对高层工业厂房整体结构有限元模 型的调整； 步骤S5、 建立传递规律： 通过调整后的有限元模型模拟建立人行、 设备和汽车荷载三种 激励下楼板的振动响应在同楼层不同位置以及不同楼层的传递 规律； 步骤S6、 舒适度评价： 基于不同荷载作用下高层工业厂房的荷载传递规律， 得出有限元 模型模拟建立人行、 设备和汽车荷载三种激励下楼板的振动响应在同楼层不同位置以及不 同楼层舒 适度评价。 2.根据权利要求1所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特征是： 所述的步骤S1 中， 运用专 业有限元分析软件ABA QUS建立高层工业厂房整 体结构有限元模型。 3.根据权利要求2所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特征是： 所述的运用ABAQUS建立高层工业厂房整体结构有限元模型时， 其中， 钢 管混凝土的建模， 钢管采用 “壳单元”， 材性赋值选择 “从底部到顶部 ”， 混凝土采用 “实体单 元”， 材性赋值选择 “从中性轴到两端 ”， 钢管和混凝土的接触设置为 “硬接触”和“摩擦接 触”，“罚”设置为0.4； 钢梁与结构柱采用 “线单元”中的“梁单元”； 楼板和剪力墙采用 “实体 单元”； 钢管混凝土中钢管与混凝土约束设置为 “壳单元与实体单元 ”约束， 其余涉及到接触 的均设置为 “绑定”约束； 最底层边界条件为固结。 4.根据权利要求1所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特 征是： 所述的步骤S2中， 将楼板按照长方 形短边跨中方式进行加载路径试验。 5.根据权利要求1所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特征是： 所述的步骤S3中， 实地测量时振动测试传感器布置在整个楼板的中间， 如果楼板为分区设置楼板， 在每 个部分分区取各自楼板的中间位置设置振动测试传感器。 6.根据权利要求1所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特征是： 所述的步骤S 3中， 实地测量时， 测试路径 为沿楼板横向跨中设置， 实地测 量的路径和运动参数与步骤S2中设置参数相同。 7.根据权利要求1所述的基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计 算方法， 其特征是： 所述的步骤S4中， 按照相同的行走路径， 设置相同的荷载， 选取相同的传 感器位置提取楼板振动加速度， 分析实测结果跟有限元模拟结果的差异， 如果误差小于 10％， 则认为无误差； 如果误差大于或等于10％则调整有限元模型的本构关系、 接触设置、 约束设置、 材料属性和应力面关系， 直至得到与实测结果相吻合的有限元数值模拟结果， 则 认为所建立的有限元模型 具有可靠性。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115438546 A 2基于人行、 设 备、 汽车荷载激励下高层工 业厂房振动舒适度计 算方法 技术领域 [0001]本发明公开一种振动舒适度计算方法， 特别是一种基于人行、 设备、 汽车荷载激励 下高层工业厂房振动舒 适度计算方法。 背景技术 [0002]舒适度是指人们对客观环境从生理与心理方面所感受到的满意程度而进行的综 合评价。 [0003]现有技术中在建筑领域， 通常的人致荷载下的振动舒适度计算方法中， 其振源荷 载均为简谐荷载， 计算模型为单自由度运动方程， 最后通过简化得到楼板振动峰值加速度 值， 以此作为判断楼板振动舒适度的指标。 现有技术的计算模型能够很好的解决人致荷载 下楼板的振动舒适度问题， 但随着 “工业上楼 ”政策的落地， 越来越多的高层工业厂房的出 现， 如： 高新医药产业园区厂房(主要涉及设备振动)、 新能源汽车园区厂房(主要涉及汽车 振动)， 因此， 这些不同厂房存在的激励源与单一人致荷载激励有很大区别， 现有的理论计 算方法的适用 存在局限性。 由于在厂房正式投入使用前缺少实际使用中会出现的振动激 励， 无法进行原位试验等检测方法验证厂房舒适性； 现有技术是对楼板构件的舒适度进行 分析， 而对整体结构的舒 适度分析还处于空白。 发明内容 [0004]针对上述提到的现有技术中的单一人致荷载激励下的振动舒适度计算方法难以 满足多激励 源荷载下对整体结构舒适的分析需求的缺点， 本发明提供一种基于人行、 设备、 汽车荷载激励下高层工业厂房振动舒适度计算方法， 其采取建立整体数值模型， 可以更好 的对结构整体的水平向和竖向的振动传递规律进 行分析， 从而为结构整体的水平向和竖向 功能分区的划分提供参 考， 避免振动舒 适度问题的产生。 [0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是： 一种基于人行、 设备、 汽车荷载激励下 高层工业厂房振动舒 适度计算方法， 该 方法包括下述 步骤： [0006]步骤S1、 建模： 建立高层工业厂房整体结构有限元模型； [0007]步骤S2、 移动荷载的模拟： 利用有限元模型来实现移动荷载的模拟， 加载平面为XY 平面， 通过界定加载区域及速度， 给出加载路径跟时间的关系式， 并通过赋值压强来 实现移 动荷载； [0008]步骤S3、 人行荷载实地测试： 前往实地进行人行荷载下高层工业厂房振动响应实 地测试测量， 得到测试楼板的振动加速度时程曲线； [0009]步骤S4、 有限元模型调整： 根据步骤S3的测试结果， 对高层 工业厂房整体结构有限 元模型的调整； [0010]步骤S5、 建立传递规律： 通过调整后的有限元模型模拟建立人行、 设备和汽车荷载 三种激励下楼板的振动响应在同楼层不同位置以及不同楼层的传递 规律；说　明　书 1/8 页 3 CN 115438546 A 3