Search

Classical vibration design uses modes and transfer functions generated with the superposition principle to allow the verification of design objectives. If redesign is needed, one optimizes mass and stiffness in order to modify the transfer until the specification is met. Integrating damping and non-linearities in the optimization of detailed industrial models is however still considered a major difficulty, even though the physical mechanisms are well known. Approaches to handle viscoelastic damping and time domain modal damping are thus discussed. Distributed non-linearities, such as contact and friction, are becoming accessible to transient simulation, but lead to responses where modes are no longer defined. It is however illustrated that operational deflection shapes, associated with a singular value decomposition of the response, give similar information. Finally, a fundamental aspect of non-linear vibration simulation is the volume of output and the associated numerical cost. Model reduction is a key ingredient of practical approaches and a perspective on related issues is given.

Liikenteen aiheuttama rakennuksen tärinä on liikennemelun kaltainen haitta ja se voi häiritä asumista sekä teiden että ratojen läheisyydessä. Liikennetärinän vaikutusten arviointi on nousemassa kaavoituksessa lähes yhtä tärkeäksi tekijäksi kuin liikennemelun vaikutusten arviointi on ollut tähän asti ollut. Siksi maankäytön suunnittelussa on noussut esiin tarve kehittää ja yhdenmukaistaa liikennetärinän arviointia. Julkaisussa ohjeistetaan, miten maaperän värähtely tulisi mitata, mitä tunnuslukuja mittaustuloksista tulisi määrittää, miten tulokset tulisi esittää ja miten mittaustuloksia voidaan hyödyntää sisätilojen tärinän arvioimisessa ja maankäytön suunnittelussa. Asuintiloihin siirtyvän tärinän arvioinnin lähtökohtana on rakennuspaikalta kolmiaksiaalisesti mitattu maaperän värähtely ja sen taajuussisältö. Sen avulla arvioidaan perustukseen siirtyvä värähtely, jonka avulla arvioidaan rungon ja lattioiden värähtely. Rungon ja lattioiden värähtelyn arviointi perustuu kahteen eri lähestymistapaan, joista toinen tarkastelee värähtelyn tasaista voimistumista ja toinen värähtelyn voimistumista rakennuksen rungon tai lattian resonanssi-ilmiön vuoksi. Menetelmän avulla voidaan rakennuksen korkeus ja lattian jänneväli suunnitella siten, että maaperässä esiintyvää värähtely ei voimistu rakennuksessa resonanssi-ilmiön vuoksi. Esitetty yksinkertaistettu arviointimenetelmä on tarkoitettu alustavaan suunnitteluun, jota voidaan tarvittaessa tarkentaa kehittyneemmillä laskentamenetelmillä.

Liikenteen aiheuttama rakennuksen tärinä on liikennemelun kaltainen haitta ja se voi häiritä asumista sekä teiden että ratojen läheisyydessä. Liikennetärinän vaikutusten arviointi on nousemassa kaavoituksessa lähes yhtä tärkeäksi tekijäksi kuin liikennemelun vaikutusten arviointi on ollut tähän asti ollut. Siksi maankäytön suunnittelussa on noussut esiin tarve kehittää ja yhdenmukaistaa liikennetärinän arviointia. Julkaisussa ohjeistetaan, miten maaperän värähtely tulisi mitata, mitä tunnuslukuja mittaustuloksista tulisi määrittää, miten tulokset tulisi esittää ja miten mittaustuloksia voidaan hyödyntää sisätilojen tärinän arvioimisessa ja maankäytön suunnittelussa. Asuintiloihin siirtyvän tärinän arvioinnin lähtökohtana on rakennuspaikalta kolmiaksiaalisesti mitattu maaperän värähtely ja sen taajuussisältö. Sen avulla arvioidaan perustukseen siirtyvä värähtely, jonka avulla arvioidaan rungon ja lattioiden värähtely. Rungon ja lattioiden värähtelyn arviointi perustuu kahteen eri lähestymistapaan, joista toinen tarkastelee värähtelyn tasaista voimistumista ja toinen värähtelyn voimistumista rakennuksen rungon tai lattian resonanssi-ilmiön vuoksi. Menetelmän avulla voidaan rakennuksen korkeus ja lattian jänneväli suunnitella siten, että maaperässä esiintyvää värähtely ei voimistu rakennuksessa resonanssi-ilmiön vuoksi. Esitetty yksinkertaistettu arviointimenetelmä on tarkoitettu alustavaan suunnitteluun, jota voidaan tarvittaessa tarkentaa kehittyneemmillä laskentamenetelmillä.

The presentation describes simplified design advice for assessment of traffic-induced vibrations in land use. The guidelines include a vibration criterion, limit values, vibration measurements and evaluation of building vibrations. The proposed vibration criterion for building vibration is related to the frequency-weighted rms value. The vibration design is based on two approaches; one considers the uniform magnification of the vibration and the other the magnification in the resonance. The resonance design shows which floor spans and building heights should be avoided.

The presentation describes simplified design advice for assessment of traffic-induced vibrations in land use. The guidelines include a vibration criterion, limit values, vibration measurements and evaluation of building vibrations. The proposed vibration criterion for building vibration is related to the frequency-weighted rms value. The vibration design is based on two approaches; one considers the uniform magnification of the vibration and the other the magnification in the resonance. The resonance design shows which floor spans and building heights should be avoided.

Suomessa liikennetärinän suhteen erityisen ongelmallisia ovat savikkolaaksopainanteet, joita reunustavat kallioiset tai soraiset mäkialueet. Tällaisilla, usein alle 10 metrin paksuisilla savikkoalueilla värähtely leviää tehokkaasti ja leviämisen arviointi on vaikeaa. Vaakavärähtely voi olla pystyvärähtelyä suurempi, ja värähtelyssä dominoi hyvin kapea, alle 10 Hz:n taajuusalue. Tällaisilla alueilla ongelmalliseksi muodostuu erityisesti pientaloilla rakennuksen rungon resonanssivärähtely, koska normaalisti myös rakennuksen rungon ominaistaajuus on alle 10 Hz. Koska kevyiden välipohjien ja lyhytjänteisten betonivälipohjien ominaistaajuus on yli 10 Hz, lattian resonanssivärähtelyä ei yleensä esiinny hyvin pehmeillä alueilla, mutta se on mahdollinen kovemmilla alueilla, joilla maaperän värähtelyssä dominoivat korkeammat taajuudet. Resonanssin ilmeneminen on sattumanvaraista, mutta esiintyessään resonanssi on erittäin ongelmallinen. Julkaisussa esitetään rakennuksen rungon ja lattian värähtelysuunnittelua varten menetelmä, joka ottaa huomioon maaperästä mitatun värähtelyn suunnan ja taajuussisällön. Rakennuksessa esiintyvän värähtelyn arviointi perustuu kahteen eri lähestymistapaan. Toisessa otetaan huomioon rungon ja lattian alimmalla ominaistaajuudella esiintyvän maaperän värähtelyn voimistuminen resonanssin vuoksi ja toisessa otetaan huomioon maaperän värähtelyn koko taajuusalueen kattava yleinen voimistuminen. Yleiselle voimistumiselle esitetty värähtelyn suurennuskerroin on huomattavasti pienempi kuin resonanssin vuoksi tapahtuvalle värähtelyn voimistumiselle esitetty kerroin. Rungon resonanssitarkastelu perustuu maaperän vaakavärähtelyyn ja lattian resonanssitarkastelu maaperän pystyvärähtelyyn. Asuintiloissa esiintyvän tärinän arvioimiseksi esitetty menetelmä perustuu rakennuksista tehtyihin mittauksiin, FE-laskentaan ja kirjallisuuslähteisiin. Kaikkiaan mittauskohteita on 36. Kohteista seitsemän on vähintään kolmikerroksisia kerrostaloja ja muut 29 ovat yksi- tai kaksikerroksisia omakoti- tai rivitaloja. Kaikki kerrostalokohteet ovat savikkoalueilta. Pientalokohteista seitsemän on hiekka- tai soramaa-alueella ja muut ovat savikkoalueilta. Tärinä on aiheutunut junaliikenteestä 22 kohteessa ja muissa 14 kohteessa tärinä on aiheutunut katuliikenteestä. Rungon FE-tarkastelu perustuu 2-3-kerroksiseen tasokehämalliin ja lattian tarkastelu yksinkertaisesti tuettuun palkkimalliin. FE-tarkastelu on tehty sekä tilastomatemaattiseen resonanssitarkasteluun että mitattuun herätteeseen perustuen.

Suomessa liikennetärinän suhteen erityisen ongelmallisia ovat savikkolaaksopainanteet, joita reunustavat kallioiset tai soraiset mäkialueet. Tällaisilla, usein alle 10 metrin paksuisilla savikkoalueilla värähtely leviää tehokkaasti ja leviämisen arviointi on vaikeaa. Vaakavärähtely voi olla pystyvärähtelyä suurempi, ja värähtelyssä dominoi hyvin kapea, alle 10 Hz:n taajuusalue. Tällaisilla alueilla ongelmalliseksi muodostuu erityisesti pientaloilla rakennuksen rungon resonanssivärähtely, koska normaalisti myös rakennuksen rungon ominaistaajuus on alle 10 Hz. Koska kevyiden välipohjien ja lyhytjänteisten betonivälipohjien ominaistaajuus on yli 10 Hz, lattian resonanssivärähtelyä ei yleensä esiinny hyvin pehmeillä alueilla, mutta se on mahdollinen kovemmilla alueilla, joilla maaperän värähtelyssä dominoivat korkeammat taajuudet. Resonanssin ilmeneminen on sattumanvaraista, mutta esiintyessään resonanssi on erittäin ongelmallinen. Julkaisussa esitetään rakennuksen rungon ja lattian värähtelysuunnittelua varten menetelmä, joka ottaa huomioon maaperästä mitatun värähtelyn suunnan ja taajuussisällön. Rakennuksessa esiintyvän värähtelyn arviointi perustuu kahteen eri lähestymistapaan. Toisessa otetaan huomioon rungon ja lattian alimmalla ominaistaajuudella esiintyvän maaperän värähtelyn voimistuminen resonanssin vuoksi ja toisessa otetaan huomioon maaperän värähtelyn koko taajuusalueen kattava yleinen voimistuminen. Yleiselle voimistumiselle esitetty värähtelyn suurennuskerroin on huomattavasti pienempi kuin resonanssin vuoksi tapahtuvalle värähtelyn voimistumiselle esitetty kerroin. Rungon resonanssitarkastelu perustuu maaperän vaakavärähtelyyn ja lattian resonanssitarkastelu maaperän pystyvärähtelyyn. Asuintiloissa esiintyvän tärinän arvioimiseksi esitetty menetelmä perustuu rakennuksista tehtyihin mittauksiin, FE-laskentaan ja kirjallisuuslähteisiin. Kaikkiaan mittauskohteita on 36. Kohteista seitsemän on vähintään kolmikerroksisia kerrostaloja ja muut 29 ovat yksi- tai kaksikerroksisia omakoti- tai rivitaloja. Kaikki kerrostalokohteet ovat savikkoalueilta. Pientalokohteista seitsemän on hiekka- tai soramaa-alueella ja muut ovat savikkoalueilta. Tärinä on aiheutunut junaliikenteestä 22 kohteessa ja muissa 14 kohteessa tärinä on aiheutunut katuliikenteestä. Rungon FE-tarkastelu perustuu 2-3-kerroksiseen tasokehämalliin ja lattian tarkastelu yksinkertaisesti tuettuun palkkimalliin. FE-tarkastelu on tehty sekä tilastomatemaattiseen resonanssitarkasteluun että mitattuun herätteeseen perustuen.