某住宅楼混凝土楼板刚度及舒适度测试及分析
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摘 要 针对某住宅楼开裂的楼板采用哪种方法加固处理对其刚度及舒适度提高更明显的问题，现场对2种不同方法加固处理的楼板，通过环境激励测试其竖向自振频率和峰值加速度，及人在楼板上垂直起跳来模拟楼面竖向冲击荷载以获得相应的冲击振幅，对比分析结果表明，与板底抹灰的加固处理方法相比较，采用裂缝灌浆的加固处理方法，混凝土开裂楼板的刚度增幅更大，舒适度改善明显。
关键词 舒适度;刚度;自振频率
概述
近年来，随着人们生活水平的提高，对混凝土楼板的要求也相应提高，不仅要求安全性，也注重舒适度，这就要求混凝土楼板不仅满足承载力的要求，还需满足刚度要求。
人的正常生理特点，对竖向振动的反应要比水平振动反应大，而楼板正是这种反应的“传递者”，因此，对住宅楼混凝土楼板的舒适度研究尤为重要[1]。
本文结合工程实例——青岛章丘某住宅楼，部分楼板开裂严重，后对开裂严重楼板进行了加固处理（裂缝灌浆和板底抹灰），现对不同方法加固处理后和未加固处理混凝土楼板进行现场实测及对比分析，现场实测包括对楼板通过环境激励测试获得楼板的竖向自振频率和峰值加速度，人在楼板上垂直起跳来模拟楼面竖向冲击荷载以获得相应的冲击振幅并校核环境激励测试所得楼板竖向自振频率。
1 楼板自振频率实测
1.1 测试仪器
本次测试使用941B动圈式加速度传感器及配套放大器（中国地震局工程力学研究所生产），配接Siglab数据采集仪（美国Spectral Dynamics公司生产）进行采集。
1.2 测试方法
选取3块裂纹较重未加固处理和加固处理的楼板进行竖向振动测试（楼板①：未加固处理楼板;楼板②：采用灌浆处理;楼板③：板底抹灰处理）。
通过环境激励测试获得楼板的竖向自振频率和峰值加速度，人在楼板上垂直起跳来模拟楼面竖向冲击荷载以获得相应的冲击振幅并校核环境激励测试所得楼板竖向自振频率。
1.3 测试结果
分别对3块楼板进行测试，经数据处理后得到环境激励下楼板竖向振动的加速度时程曲线和傅里叶谱;通过分析在楼板上垂直起跳时获得的信号，得到楼板的冲击振动时程曲线和傅里叶谱。沿楼板竖向布置两个互为备份的传感器，分别沿楼板纵横向各布置一个水平向传感器。
（1） 楼板①测试结果
由楼板①环境激励测试获得的竖向振动加速度时程信号和傅里叶谱可知，峰值加速度约为0.005m/s2，竖向自振频率为14.12Hz左右，测试结果见图1～图2。
由楼板①受到人垂直起跳时获得的竖向振动位移时程信号和傅里叶谱可知，冲击振幅约为0.52mm，竖向自振频率为13.75Hz，与环境激励测试结果相近，测试结果见图3～图4。
（2） 楼板②测试结果
由楼板②环境激励测试获得的竖向振动加速度时程信号和傅里叶谱可知，峰值加速度约为0.006m/s2，竖向自振频率為21.81Hz左右，测试结果见图5～图6。
由楼板②受到人垂直起跳时获得的竖向振动位移时程信号和傅里叶谱可知，冲击振幅约为0.16mm，竖向自振频率为21.56Hz，与环境激励测试结果相近，测试结果见图7～图8。
（3） 楼板③测试结果
由楼板③环境激励测试获得的竖向振动加速度时程信号和傅里叶谱可知，峰值加速度约为0.035m/s2，竖向自振频率为17.63Hz左右，傅里叶谱显示12Hz左右频率分量较卓越，可能因竖向传感器没有与楼板绝对垂直所致。测试结果见图9～图10。
由楼板③受到人垂直起跳时获得的竖向振动位移时程信号和傅里叶谱可知，冲击振幅约为0.23mm，竖向自振频率为18.75Hz，与环境激励测试结果相近，测试结果见图11～图12。
3 结束语
（1）所测试楼板的竖向自振频率范围为14.12～21.81Hz，满足现行规范要求（不小于5Hz）[2]，楼板②竖向自振频率最大，刚度最大。
（2）所测试楼板的竖向振动加速度峰值范围为0.0035～0.006m/s2，满足现行规范要求（不大于0.05m/s2）[3]。
（3）部分所测试楼板观察发现存在明显的挠曲变形。在冲击荷载（人原地起跳）作用下，得到了楼板的冲击振幅值，楼板①冲击振幅最大，楼板②冲击振幅最小。
综上，混凝土开裂的楼板，与板底抹灰的加固处理方法相比较，采用裂缝灌浆的加固处理方法，楼板的刚度增幅更大，舒适度改善明显。
参考文献
[1] 蒋正跃，王福来，付云松.楼板震动舒适度的设计方法探讨[J].云南农业大学学报，2014，29（4）：558-561.
[2] GB 50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京：中国标准出版社，2010.
[3] JGJ 3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国标准出版社，2010.
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