この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令、 Part 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語および表現の意味に関する説明、および技術的貿易障壁 (TBT) における ISO の WTO 原則への準拠に関する情報については、次の URL を参照して ください 。
この文書を担当する委員会は、ISO/TC 165, 木材構造です。
序章
木造構造物の動的特性は、これらの構造物が地震、風、および使用中の人間による動的励起にどのように応答するかを決定するため、設計者にとって非常に重要です。地震と風は構造的な故障を引き起こす可能性がありますが、使用中の人間による動きは、一般に人間の不快感に関連する保守性の問題を引き起こします。これは、風による建物の動きにも当てはまります。居住者は常に床システムに接触しているため、木材構造の設計者にとって床システムの振動保守性はしばしば懸念事項となります。木材床の振動性能は、固有振動数、減衰比、インパルスに対する動的応答 (動的変位、速度、および加速度)、および集中荷重下での静的たわみなどのパラメーターを使用して評価できます。これらのパラメータは、人間の知覚とよく相関することがわかっています。これらのパラメータのうち、固有振動数、減衰比、および集中荷重下での静的たわみは、木材床の振動性能を評価するために一般的に使用されます。木材床の振動保守性を評価するための設計手順が開発され、場合によっては設計基準に実装されています。これらの設計手順には通常、上記のようなフロア応答パラメータの基準と、これらのパラメータを計算するための数学的手順が含まれます。計算の代わりに、これらのパラメータを実験的に測定するための標準化された手順を提供することも必要です。これが、この ISO 試験規格の開発の主な動機です。
試験システムの固有振動数と減衰比は、モーダル試験を使用して測定できます。 ISO は、物体の固有振動数、モーダル減衰比、およびその他の動的特性を決定するためのモーダル試験および解析の適用に関する一連の国際規格を発行しました。モーダル テストと分析の理論は、参考文献に詳しく記載されています。 [4]この国際規格は、木材床の集中荷重下での固有振動数、モーダル減衰比、および静的たわみを測定するために実験室または現場で適用できる実用的な手順を提供します。国際規格のユーザーは、モーダル試験を実行するために必要な機器と基本的な知識を持っていると想定されています。
この国際規格は、振動保守性の許容基準には対応していません。
1 スコープ
この国際規格は、実験室または現場の木材床の集中荷重下で固有振動数、モーダル減衰比、および静的たわみを測定するための試験手順を指定しています。これらのパラメータは、通常の使用下で人間が誘発する励起によって引き起こされる木材床の振動応答に対する人間の知覚とよく相関することがわかっています。試験手順は、試験床の振動保守性を評価するために使用される上記のパラメータの一部またはすべてを定量化する計算の代わりに適用できることを意図しています。ただし、振動の有用性を評価するための測定パラメータのその後の使用は、この国際規格の範囲外です。
ISO は、構造物の固有振動数、モーダル減衰比、およびその他の動的特性を決定するためのモーダル試験および解析の適用に関する一連の国際規格を発行しました。固有振動数やモーダル減衰比などの動的パラメータの測定のために、モーダル試験がこの国際規格で提案されています。テスト オペレータは、このようなテストを実行するために必要な機器と基本的な知識を持っているものと想定されます。モーダル テストと解析の理論は、参考文献 [4] に詳しく記載されています。
2 参考文献
このドキュメントには規範的な参照はありません。
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
3.1
コヒーレンス関数
入力信号と出力信号の間の各周波数成分での直線性の程度の指標、つまり、周波数応答関数 (FRF) スペクトルの各周波数成分でのノイズ レベル
注記 1:コヒーレンス関数の値は、信号にノイズがない場合は 1 であり、測定された信号に純粋なノイズがある場合は 0 です。
3.2
蒸す
エネルギーの散逸に関連するパラメータ。より正確には、振動に関連する機械的エネルギーを振動に利用できない形に変換するパラメータ。
3.3
固有振動数
振動モード（3.12） に関連する周波数。システムが過渡的な励起によって動作を開始すると、システムが自然に振動する周波数。
3.4
周波数応答関数
周波数領域で表され、入力力に対して正規化された応答関数
注記 1:モーダル空間における各モードの総和です。これは、システムの応答が一連のピークであることを示しています。識別可能な中心周波数を持つ各ピークは、あたかも単一自由度のシステムであるかのように振動するシステムの固有周波数です。
3.5
漏れ
離散フーリエ変換中の無限時間応答信号の切り捨てによる測定周波数への影響
3.6
モード減衰比
振動モードに関連する減衰比（3.12）
3.7
モーダルテスト
周波数応答関数の測定 (3.4)
3.8
モーダル解析
周波数応答関数 (3.4) から対象の周波数範囲における 振動モード (3.12) の構造 (床) の 固有周波数 (3.3) 、 モーダル減衰比 (3.6) 、および モード形状 (3.9) を決定するプロセス。
3.9
ファッション形状
振動モード（3.12） に対する構造物（床）の運動パターン（すなわち，動的変位，速度，加速度）。
3.10
節点
振動モード（3.12） に関連する モード形状（3.9） の振動系のゼロ変位点。
3.11
振動
平衡位置を中心としたシステムの振動
3.12
振動モード
固有振動数（3.3） 、 モーダル減衰比（3.6） 、および モード形状（3.9） によって特徴付けられるシステムまたは物体の振動挙動。
注記1床システムなどの連続構造の自由振動には、無数の振動モードの合計が含まれています。
参考文献
| [1] | ISO 7626-1, 機械的振動および衝撃 — 機械的可動性の実験的決定 — Part 1: 基本的な用語と定義、およびトランスデューサの仕様 |
| [2] | ISO 7626-2, 機械的振動および衝撃 — 機械的可動性の実験的決定 — Part 2: 加振器を取り付けた単一点並進加振を使用した測定 |
| [3] | ISO 7626-5, 振動および衝撃 — 機械的可動性の実験的決定 — Part 5: 構造物に取り付けられていない励振器による衝撃励起を使用した測定 |
| [4] | Ewins DJ, モーダル テスト: 理論、実践、および応用。第 2 版、バルドック、Research Studies Press Ltd. 2000年 |
| [5] | Hu L.木材ベースの床システムのフィールド テストのプロトコル。レポートの付録 V「業務用フロアおよび集合住宅用フロアの保守性設計基準」。レポート番号3 カナダ森林局。フォリンテック カナダ コーポレーションケベック、1998 |
| [6] | DØ ssing 、O.構造試験: Part 1: 機械的移動度の測定。ブリュエル & ケアー、デンマーク、1988 年 |
| [7] | Smith I, Chui YH,人間の不快感を避けるための軽量木製床の設計.できる。 J.Civ.密接に。 1988, 15(2) pp. 254–262 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 165, Timber structures.
Introduction
Dynamic properties of timber structures are of critical importance to designers since they govern how these structures respond to seismic, wind and in-service human-induced dynamic excitation. Seismic and wind can cause structural failure, while in-service human-induced motion generally causes serviceability problems related to human discomfort; this is also true to wind-induced building motion. Since occupants are constantly in contact with the floor system, vibration serviceability of floor systems is often of concern to designers of timber structures. Vibrational performance of a timber floor can be assessed using parameters such as natural frequencies, damping ratios, dynamic responses to an impulse (dynamic displacement, velocity, and acceleration), and static deflection under a concentrated load. These parameters have been found to correlate well with human perceptions. Among these parameters, natural frequencies, damping ratios, and static deflection under concentrated load are commonly used to evaluate timber floor vibrational performance. Design procedures have been developed, and in some cases implemented in design standards, for assessing vibration serviceability of timber floors. These design procedures usually include criteria for floor response parameters, such as those listed above, and mathematical procedures to calculate these parameters. As an alternative to calculation, it is also necessary to provide standardized procedures to measure these parameters experimentally. This is the prime motive for the development of this ISO test standard.
Natural frequencies and damping ratios of a test system can be measured using modal testing. ISO published a series of International Standards on the application of modal testing and analysis to determine natural frequencies, modal damping ratios, and other dynamic properties of an object. The theory of modal testing and analysis has been well documented in Reference.[4] This International Standard provides practical procedures that can be applied either in the laboratory or in the field to measure natural frequencies, modal damping ratios and static deflection under a concentrated load of a timber floor. It is assumed that users of the International Standard have the necessary equipment and fundamental knowledge to perform modal testing.
This International Standard does not address acceptance criteria for vibrational serviceability.
1 Scope
This International Standard specifies test procedures to measure natural frequencies, modal damping ratios and static deflection under a concentrated load of laboratory or field timber floors. These parameters have been found to correlate well with human perception to timber floor vibration response caused by human-induced excitation under normal use. It is intended that the test procedures can be applied in lieu of calculation to quantify some or all of the above parameters that are used to evaluate the vibrational serviceability of the test floor. The subsequent use of the measured parameters to evaluate vibrational serviceability is, however, outside the scope of this International Standard.
ISO published a series of International Standards on the application of modal testing and analysis to determine natural frequencies, modal damping ratios, and other dynamic properties of a structure. For the measurement of dynamic parameters such as natural frequencies and modal damping ratios, modal testing is proposed in this International Standard. It is assumed that the test operators possess the required equipment and fundamental knowledge to perform such a test. The theory of modal testing and analysis has been well documented in Reference [4].
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
coherence function
indicator of the degree of linearity at each frequency component between the input and output signals, i.e., the noise level at each frequency component in the frequency response function (FRF) spectrum
Note 1 to entry: The value of coherence function is one when there is no noise in the signal, and zero for pure noise in the measured signals.
3.2
damping
parameter relating to the dissipation of energy, or more precisely, to the conversion of the mechanical energy associated with a vibration to a form that is unavailable to the vibration
3.3
natural frequency
frequency, associated with a vibration mode (3.12) , at which a system naturally vibrates once it has been set into motion with a transient excitation
3.4
frequency response function
response function expressed in frequency domain and normalized to the input force
Note 1 to entry: It is the summation of each mode in the modal space. It shows the response of a system to be a series of peaks. Each peak with identifiable centre-frequency is the natural frequency of the system vibrating as if it was a single degree-of-freedom system.
3.5
leakage
effect on measured frequency due to truncating the infinite time response signal during Discrete Fourier Transform
3.6
modal damping ratio
damping ratio associated with a vibration mode (3.12)
3.7
modal testing
measurement of the frequency response function (3.4)
3.8
modal analysis
process of determining the natural frequencies (3.3) , modal damping ratios (3.6) , and mode shapes (3.9) of a structure (floor) for the vibration modes (3.12) in the frequency range of interest from the frequency response function (3.4)
3.9
mode shape
pattern of movement (i.e., dynamic displacement, velocity, acceleration) of a structure (floor) for a vibration mode (3.12)
3.10
nodal point
point of zero displacement on a vibrating system of a mode shape (3.9) associated with a vibration mode (3.12)
3.11
vibration
oscillation of a system about its equilibrium position
3.12
vibration mode
vibration behaviour of a system or object that is characterized by its natural frequency (3.3) , modal damping ratio (3.6) and mode shape (3.9)
Note 1 to entry: The free vibration of a continuous structure such as floor system contains a summation of an infinite number of vibration modes.
Bibliography
| [1] | ISO 7626-1, Mechanical vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — Part 1: Basic terms and definitions, and transducer specifications |
| [2] | ISO 7626-2, Mechanical vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — Part 2: Measurements using single-point translation excitation with an attached vibration exciter |
| [3] | ISO 7626-5, Vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — Part 5: Measurements using impact excitation with an exciter which is not attached to the structure |
| [4] | Ewins D.J., Modal testing: Theory, practice, and application. 2nd Edition, Baldock, Research Studies Press Ltd. 2000 |
| [5] | Hu L., Protocols for field testing of wood-based floor systems. Appendix V in Report “Serviceability design criteria for commercial and multi-family floors”. Report No. 3 for Canadian Forest Service. Forintek Canada Corp. Quebec, 1998 |
| [6] | DØssing, O. Structure testing: Part 1: Mechanical mobility measurements. Brüel & Kjær, Denmark, 1988 |
| [7] | Smith I., Chui Y.H., Design of lightweight wooden floors to avoid human discomfort. Can. J. Civ. Eng. 1988, 15 (2) pp. 254–262 |