Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten: Berekening & Meting

Transcriptie

1 Symposium «Mooi Bedacht, Nuttig Toegepast» KMS, Brussel Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten: Berekening & Meting Peter Van den Broeck KaHo Sint-Lieven 28 november 2007 Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 1

2 Inleiding Overzicht Ontwerp vloerplaten Grote overspanningen Lichte materialen en/of weinig demping Wandelen van personen Belang rekenprocedure Voorspelling van de trillingen Beoordeling Controle ontwerp Validatie van de rekenprocedure Laagfrequente vloerplaat Hoogfrequente vloerplaat Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 2

3 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 3

4 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 4

5 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast - Periodische last: f (stapfrequentie) Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 5

6 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast - Periodische last: f (stapfrequentie) Vertrouwensinterval Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 6

7 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast - Periodische last: f (stapfrequentie) Vertrouwensinterval Dynamisch gedrag constructie Eigenfrequenties, eigenmodes en dempingsfactoren Berekening - meting Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 7

8 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast - Periodische last: f (stapfrequentie) Vertrouwensinterval Dynamisch gedrag constructie Eigenfrequenties, eigenmodes en dempingsfactoren Berekening - meting Trillingen RMS-waarde van de verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Periodische last vs impulslast Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 8

9 Rekenprocedure Overzicht Belasting wandelende persoon Impulslast - Periodische last: f (stapfrequentie) Vertrouwensinterval Dynamisch gedrag constructie Eigenfrequenties, eigenmodes en dempingsfactoren Berekening - meting Belasting wandelende persoon Trillingen RMS-waarde van de verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Periodische last vs impulslast Dynamisch gedrag constructie Verticale versnelling Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 9

10 Validatie Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 10

11 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Situatieschets Kantoorgebouw Staalplaatbetonvloer ondersteund door raatliggers 21.6 m Staalplaatbetonvloer Betonnen kern 14.4 m 4 kolommen Cellulaire liggers verbonden met kolommen Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 11

12 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Dynamisch gedrag Eindige elementenmodel verbeterd op basis van dynamische metingen Goede overeenkomst tussen meting en model Eigenfrequenties < 11.2 Hz (Laagfrequent) Metingen Eindige elementen model Initieel Verbeterd j f met, j ξ met, j f eem, j f eem, j ξ eem, j [Hz] [%] [Hz] [Hz] [%] Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 12

13 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 13

14 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 14

15 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde 95% vertrouwensinterval Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 15

16 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde 95% vertrouwensinterval Meting Interval metingen Gemiddelde Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 16

17 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Meting Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 17

18 Validatie voor een hoogfrequente vloerplaat Situatieschets Proefgebouw WTCB Hout/betonvloer 0.61 m 4.64 m 4.64 m Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 18

19 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Dynamisch gedrag Eindige elementenmodel verbeterd op basis van dynamische metingen Goede overeenkomst tussen meting en model Eigenfrequenties > 11.2 Hz (Hoogfrequent) Metingen Eindige elementen model Initieel Verbeterd j f met, j ξ met, j f eem, j f eem, j ξ eem, j [Hz] [%] [Hz] [Hz] [%] Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 19

20 Validatie voor een hoogfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 20

21 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 21

22 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde 95% vertrouwensinterval Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 22

23 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Gemiddelde waarde 95% vertrouwensinterval Meting Interval metingen Gemiddelde Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 23

24 Validatie voor een laagfrequente vloerplaat Berekening & Meting RMS-waarde verticale versnelling in functie van de stapfrequentie Berekening Meting Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 24

25 Besluiten Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten Rekenprocedure Periodische last Impulslast Onzekerheid belasting Validatie Goede overeenkomst Aard van de trillingen Ontwerp Keuze overschrijdingskans van de grootte van de belasting voor de voorspelling van de trillingen van de vloerplaat Keuze geschikt criterium voor de beoordeling van het effect van de trillingen Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 25

26 Besluiten Verder onderzoek Dynamische belasting veroorzaakt door het wandelen van groepen van personen Trillingsmetingen - Wetteren fiets- en voetgangersbrug in samenwerking met: K.U.Leuven V.U.Brussel (oktober 2007) Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 26

27 Besluiten Dankwoord Integratie van Staalplaatbetonvloeren Hoofdaanvrager: Hogeschool voor Wetenschap en Kunst Campus De Nayer Mede-aanvrager: Dynamische analyse Katholieke Hogeschool Sint-Lieven Campus Rabot In het Bouwproces Partners: KULeuven, Faculteit Toeg. Wetenschappen, Dept. Burgerlijke Bouwkunde Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Staalfinfocentrum Haironville - Arcelor Bolckmans Dutch Engineering Alpha-Studieb.u.r.o. D.L.-Bouwconsult Technum Van Roey Buildsoft nv Peter Van den Broeck - Trillingen van vloerplaten ten gevolge van wandellasten 27