När det gäller vibrationskällor och de olika metoder som finns för att motverka vibrationer, kan konstruktioner som påverkas av vibrationer alstrade av människor grupperas på följande sätt:
- Bostäder.
- Offentliga byggnader.
- Industribyggnader.
- Konstruktioner för gående (gångbroar, gångvägar i shoppingcentra).
- Gymnastiksalar och sporthallar.
- Dansbanor och konsertsalar.
Det finns många variationer på rytmiska kroppsrörelser, vilket förorsakar stor variation på dynamiska laster. Aktivitet som genererar synkroniserade rytmiska rörelser som när flera människor dansar eller gymnastiserar är speciellt problematiska. När flera personer utövar synkroniserade rörelser under 20 sekunder eller längre, kan det uppstå periodiska laster som ger upphov till stationära strukturella vibrationer.
Krafter som förorsakas av människorörelser beror på många faktorer. Häri ingår de involverade personernas egenskaper, aktiviteten som utövas, till exempel gående, springande eller hoppande, antalet personer, om personernas aktivitet är koordinerad eller inte och golvytans egenskaper. Irriterande vibrationer i bjälklag av limträ sammankopplas allmänt med de krafter som uppkommer vid gående eller springande.
Upplevelse av dynamiska laster
Från strukturell synpunkt kan ett limträbjälklag betraktas som en tvådimensionell tunn plattkonstruktion som är förstärkt med en serie balkar. Denna tvådimensionella konstruktion betraktas vanligtvis förenklat som en endimensionell balkkonstruktion när den ska dimensioneras för egentyngd och nyttig last som i de föregående avsnitten. I många fall är limträbjälklagets statiska styvhetsegenskaper tillräckliga för att säkerställa ett tillfredsställande vibrationsbeteende. I visa fall har man ändå observerat vibrationsproblem i golvsystem som är dimensionerade för att endast uppfylla traditionella nedböjningsvillkor under jämnt fördelad last.
Nya konstruktionsmetoder har haft genomgripande inverkan på vissa limträgolvs vibrationsegenskaper. Exempel på detta är användningen av förtillverkade träbjälklag, avjämningsskikt av betong och flytande golv. Tillgången på effektiva träbjälklag och fackverk har ökat spännvidden och möjliggjort golvsystem med kontinuerliga balkar i flera fack, medan användningen av avjämningsskikt av betong dramatiskt har ändrat på träbjälklagens massa.
Det finns ett antal olika dimensioneringsmetoder som beaktar vibrationsproblem och ett antal undersökningar har utförts för att förbättra metoderna.
Faktorer som påverkar hur personer upplever golvvibrationer
När man betraktar hur en person upplever övergående vibrationer i ett golvsystem är parametrar som frekvensområde, effektens storlek och dämpning av vibrationen de mest viktiga.
Frekvensområden
Golv indelas vanligen i lågfrekventa golv och högfrekventa golv. Egenfrekvensen för lågfrekventa golv är under 7 – 8 Hz och för högfrekventa golv över det. Lågfrekventa golv är vanligtvis tunga konstruktioner som betonggolv. Klassificering i lågfrekventa och högfrekventa golv har sitt ursprung i hur de olika golvtyperna reagerar när man går på dem. För lågfrekventa golv är de lågfrekventa delarna av en människas gång (de kontinuerliga delarna) viktigast, eftersom de förorsakar golvets resonanseffekter. Detta betyder att om en person står stilla kan vederbörande känna av denna resonansvibration. Ett högfrekvent golv svarar mera på den impulsiva delen av en människas gång. I detta fall kan en stillastående person uppleva verkan av en annan persons gående, och den gående personen kan uppleva en känsla av golvsvikt.
Egenfrekvensen f1 i ett tvådimensionellt system, som ett limträbjälklag, påverkas huvudsakligen av systemets styvhet i balkarnas riktning EIx, massan per enhet m och spännvidden L. Intervallet mellan två intilliggande egenfrekvenser påverkas av förhållandet mellan styvheten tvärs balkriktningen, EIy och EIx.
Dämpning
Dämpning är en egenskap som påverkar amplituden när vibrationen är påtvingad och hur amplituden avtar när vibrationen är fri. När dämpningen ökas avtar den fria vibrationen snabbt. Materialdämpning beror på vilka material som används och är vanligtvis liten. En större andel av dämpningen beror på friktion: konstruktionens detaljer, såsom sättet på hur komponenterna är sammanfogade och randvillkoren vid stöden, påverkar friktionsdämpningen.
Hur ändarna på ett byggelement är inspända kan påverka dämpningen i stor utsträckning. Det har påvisats, att för fritt upplagda limträbalkar och konsolbalkar är dämpningsförhållandet som relaterar till egenfrekvensen ungefär en procent. När samma balkar utförs med fast inspända ändar ökar dämpningsförhållandet till 8 procent. För golv med träbalkar är det effektiva dämpningsförhållandet 1 till 3 procent beroende på golvets detaljer och vibrationsmoden som betraktas. Om man placerar nyttig last som till exempel möbler, inredning och dylikt på golvytan kan dämpningen ökas mycket, i synnerhet om systemet i sig har liten massa eller små mått.
Eftersom limträbjälklag av naturen har liten egentyngd, har de inte någon större inre förmåga till dämpning. Undantag kan vara till ytan stora system, i synnerhet om de har ett tjockt avjämningsskikt av betong eller om de bär mycket nyttig last.
Gislavedsbron
