The issue of discomfort due to walking-induced vibrations in residential/office buildings, typically faced in lightweight decks made of steel or timber, can become important also for the design of reinforced concrete decks, especially when slender and light elements are used thanks to prestressing. The present paper analyses this issue applied to a particular technology of long-span precast prestressed floor elements through an experimental and numerical investigation. A series of dynamic tests has been car-ried out employing both traditional and innovative experimental techniques on a full-scale structural mockup with two decks made with the technology under investigation. The analysis of the vibration time histories of the decks allows to characterise their dynamic properties. Such information is used to validate a numerical finite element model. Similar models have then been used to perform a parametric study aimed at framing the critical situations for the perception of vibrations and the most influent design parameters for the mitigation of the phenomenon.

Il problema del risentimento provocato dalla vibrazione di solai in edifici civili o per uffici indotta da camminamento, tipicamen-te affrontato per tecnologie strutturali leggere in acciaio o in legno, può diventare critico anche per la progettazione di impalcati in calcestruzzo armato, in particolare se realizzato con elementi prefabbricati snelli e leggeri grazie all’utilizzo della precompres-sione. Nel presente lavoro viene analizzato questo problema applicato ad una particolare tecnologia costruttiva con solai di gran-de luce in elementi prefabbricati precompressi attraverso un caso studio sperimentale e numerico. Per questo, è stata realizzata una serie di prove dinamiche, impiegando tecniche classiche e innovative, su una struttura prototipo con due impalcati realizzata con la tecnologia costruttiva presa in esame. L’analisi delle storie temporali di vibrazione dei solai permette di caratterizzare le proprietà dinamiche fondamentali della struttura. Tali informazioni sono utilizzate per la validazione di un modello numerico agli elementi finiti. Viene infine svolta una analisi parametrica con lo scopo di inquadrare le situazioni critiche per la percezione delle vibrazioni e i parametri progettuali più influenti per la mitigazione del fenomeno.

Walking-induced vibration of long-span precast decks for residential or office buildings / vibrazione da camminamento di impalcati prefabbricati di grande luce per edifici civili o per uffici

Bruno Dal Lago
;
2021

Abstract

Il problema del risentimento provocato dalla vibrazione di solai in edifici civili o per uffici indotta da camminamento, tipicamen-te affrontato per tecnologie strutturali leggere in acciaio o in legno, può diventare critico anche per la progettazione di impalcati in calcestruzzo armato, in particolare se realizzato con elementi prefabbricati snelli e leggeri grazie all’utilizzo della precompres-sione. Nel presente lavoro viene analizzato questo problema applicato ad una particolare tecnologia costruttiva con solai di gran-de luce in elementi prefabbricati precompressi attraverso un caso studio sperimentale e numerico. Per questo, è stata realizzata una serie di prove dinamiche, impiegando tecniche classiche e innovative, su una struttura prototipo con due impalcati realizzata con la tecnologia costruttiva presa in esame. L’analisi delle storie temporali di vibrazione dei solai permette di caratterizzare le proprietà dinamiche fondamentali della struttura. Tali informazioni sono utilizzate per la validazione di un modello numerico agli elementi finiti. Viene infine svolta una analisi parametrica con lo scopo di inquadrare le situazioni critiche per la percezione delle vibrazioni e i parametri progettuali più influenti per la mitigazione del fenomeno.
The issue of discomfort due to walking-induced vibrations in residential/office buildings, typically faced in lightweight decks made of steel or timber, can become important also for the design of reinforced concrete decks, especially when slender and light elements are used thanks to prestressing. The present paper analyses this issue applied to a particular technology of long-span precast prestressed floor elements through an experimental and numerical investigation. A series of dynamic tests has been car-ried out employing both traditional and innovative experimental techniques on a full-scale structural mockup with two decks made with the technology under investigation. The analysis of the vibration time histories of the decks allows to characterise their dynamic properties. Such information is used to validate a numerical finite element model. Similar models have then been used to perform a parametric study aimed at framing the critical situations for the perception of vibrations and the most influent design parameters for the mitigation of the phenomenon.
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