地铁振动对建筑物竖向楼层响应的影响研究

地铁运行导致周边建筑物出现振动舒适度问题，而楼板振动沿楼层高度的衰减规律尚未明确。为此，对地铁线路附近某高层建筑进行现场实测，分析楼板振动响应特性以及振动沿楼层高度的衰减规律；将建筑结构简化为一维交错变截面杆，递推位移阻抗函数，求得各层楼板结构频响函数，并代入实测荷载和实际结构参数计算结构振动响应的半解析解，理论分析振动放大区现象的发生机理。研究结果表明：实测楼板振动沿楼层高度的衰减呈现出曲折变化趋势，振动最大的部位出现在中间楼层；出现放大现象的楼层在基频处的共振现象更加明显。理论计算表明，地铁振动沿楼层高度呈先增大、后减小的变化趋势，振动最大位置出现在中上部楼层，且楼板跨度越小、柱和墙等竖向构件越密集，放大效应越明显；由于中间楼层具有振动放大现象，因此，不能仅通过测试底层振动判断地铁沿线建筑振动舒适度。     

地铁车辆段试车线诱发上盖住宅振动的实测研究

为了研究地铁车辆段试车线列车运行诱发上盖住宅的竖向和横向振动特点及传播规律,针对国内某地铁车辆段试车线上盖住宅进行了现场实测,获得了列车以不同车速运行时上盖住宅各层的竖向和横向振动实测数据,并分析了楼板振动在时域和频域内的振动特点及衰减规律,探讨了不同车速对上盖住宅楼板振动的影响规律.结果 表明:当地铁车辆段试车线列车正常运行时,上盖住宅竖向振动明显大于横向振动,在上盖住宅5层出现最大振动响应,其竖向和横向分频振动加速度级峰值分别为75.71dB和56.04dB,对应频率均为40Hz;车致振动沿上盖住宅向上传播时,各楼层的竖向和横向振动随层高增大呈放大趋势,但在靠近顶层位置出现振动衰减,且竖向振动在低层的放大效应更明显;列车速度对上盖住宅的振动响应有较大影响,振动响应总体随列车速度增大呈放大趋势,但并非车速越大振动响应越大,建筑物各层楼板振动响应取决于不同车速下振动波的振源荷载特性和建筑物楼板本身的动力特性.     

弹簧浮置板减振措施对地铁下穿不同结构建筑物振动影响实测及分析

不同结构形式对地铁振动的响应不同,文中通过现场振动测试,对比分析了地铁轨道在弹簧浮置板减振措施下,地铁运行时地铁站台和下穿建筑物的振动响应。通过分析超高层建筑桩筏基础和低层建筑筏板基础的振动响应,总结出了不同基础形式和上部结构的减振效果。结果表明桩筏基础对减小地铁振动产生的竖向加速度有较好的效果,优于筏板基础,通过1/3倍频程分析法得到的两种结构下产生的环境振动均小于标准规定的噪声限值。     

地铁振动对邻近砖混结构住宅影响研究#br#

以北京地铁沿线附近某砖混结构住宅作为监测对象,在建筑物各层布置传感器,监测地铁通过时建筑物的振动加速度,对监测数据在时域和频域范围内进行分析。建立隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,研究砖混结构住宅的振动响应。研究表明：地铁运行引起邻近砖混结构的振动以竖向为主,振动主要集中在40~80Hz,随着房屋高度的增加低频振动影响逐渐显现。砖混住宅各层加速度监测结果与数值模拟结果相吻合,验证了有限元模型的正确性。通过对多种工况下地铁运行引起的邻近砖混结构住宅的振动响应的研究,明确了近接距离、土层性质和隧道埋深对砖混结构住宅振级水平的影响规律,为地铁沿线建筑物的改造及规划提供了参考。     

地铁邻近建筑的厚层橡胶支座基础隔振试验研究

设计两种不同层厚的叠层钢板橡胶支座,对其竖向刚度进行测试,检验了支座设计方法的可行性。在上海市某地铁车站附近修建两层砌体结构足尺试验模型,通过改变厚层橡胶支座的类型及布置方式形成4种现场试验工况,检验了基础隔振措施对提高地铁邻近建筑室内舒适度的有效性。试验结果表明:基础隔振措施可使楼板的Z振级减小约19 d B,且隔振频率越低时,舒适度提高效果越明显;合理控制竖向隔振频率与楼板第1阶自振频率的比例关系,是设计基础隔振结构的关键,比例越小时隔振效果越明显;基础隔振虽能明显减小楼板的竖向高频振动,但也同时放大了整体结构的竖向低频振动,舒适度由低频振动控制;基础隔振会使基础部位的峰值速度出现增大现象,但对现代建筑结构的安全性不会构成明显影响。     

盾构掘进诱发振动对框架结构影响研究

以北京西部地区浅埋砂卵石盾构施工产生的振动对周边建(构)筑物的影响为背景,借助ABAQUS有限元软件,计算各楼层动力响应,分析各楼层振动时域与频域特点,对地表环境影响进行分析,结果表明:由于盾构掘进振动频带较宽,且以中高频为主,振动波通过结构物基础向上传播过程中,由于与结构一阶、二阶振型频率差异,使振动峰值和频率不断衰减,其中水平向衰减较为明显,振级变化规律并不明显,随着结构物层数增加,水平向和竖直向呈增加趋势。     

强烈地震下农村砌体结构墙体重要性与抗震评定

为了明确强烈地震中农村砌体结构不同构件的重要性差异,从而有针对性地采取措施使结构抗震评定与加固维修更合理,以中国农村典型砌体结构为研究对象,从静力响应和动力响应的角度,分析了地震影响系数、构造柱(圈梁)设置、墙体平立面位置、地震波频谱特性及地震波持时对墙体重要性的影响,并将墙体重要性系数引入农村砌体结构的抗震评定。研究结果表明:随着地震影响系数的增加,受拉区墙体的重要性增大,受压区墙体的重要性减小; 地震影响系数较小时,设置构造柱、圈梁砌体结构墙体比未设置构造柱、圈梁的墙体重要性大,反之亦然; 同一平面位置的墙体受压重要性随楼层从上到下增大; 地震峰值强度、频谱特性和持续时间等动力参数对墙体重要性系数均有一定的影响,但地震动加速度峰值是墙体抗剪重要度最主要的影响因素; 在农村砌体结构房屋的抗震评定中,引入墙体的重要性系数,能明确砌体结构房屋中的关键墙体。     

临近爆破处既有建筑物振动响应分析

为揭示爆破对临近建筑结构振动的影响，以临近某隧道出口爆破处一框架结构民房为研究对象，建立了以爆源-岩石-建筑物为整体的三维数值模型，采用对单个炮孔施加爆破振动荷载的方式，研究了不同爆心距和炸药埋深对结构三向振动速度的影响规律。结果表明，随着建筑物高度增加，各工况均存在明显的高程放大效应，其中不同炸药埋深工况下放大倍数为1.94～2.27；随着爆心距的增大，垂直振动峰值速度是径向振动峰值速度的2倍以上。因此，结构各层测点的振动速度不仅受标高因素的影响，还受其他因素的影响。     

广深港高铁狮子洋隧道列车所致环境振动实测研究

对处于粉细砂地层中的广深港高铁狮子洋隧道内高速列车引起的地面振动进行现场测量,列车速度310 km/h时,隧顶最大振动加速度为10.78 cm/s2,最大振动速度为0.034 cm/s;振动能量均主要集中在60 Hz以内,主频分布于30～40 Hz范围内,振动主频整体上随距离的增加而降低;加速度在30～40 m范围存在明显的放大区。通过类比分析可知轨道系统采用减振垫层后场地振动较小,与低速地铁所致环境振动在同一量级,总体上低于不采取特殊措施的地铁,而略高于采取钢弹簧浮置板轨道的地铁。发现环向、径向振动大于垂向振动的现象,而通常只关注竖直向振动,因此建议注意水平向地面振动对地面目标的影响规律。本文形成了多种条件下高铁经过隧道所致环境响应数据中心,可进行地面响应的多维插值预测;发现用极值 I 型公式可更好地描述场地振动分布规律,据此可完成更多情况的振动评估。     

地铁运行引起典型砖混结构振动的现场测试与影响评价方法研究

基于对地铁沿线小区砖混结构建筑内居民的问卷调查,发现地铁振动对砖混结构建筑有一定影响,以北京地铁某线路周边的砖混结构建筑物为例进行了以下几个方面的研究:首先测量了建筑场地内的振动,对实测结果进行了时域和频域分析,通过分析发现竖向振动响应要显著大于水平向振动响应,且地铁振动响应的主要频率集中在40~80Hz,随着离地铁中心线距离的增加低频振动逐渐显现。然后结合现场实际情况,建立了隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,施加列车的运行荷载后研究其对周边临近砖混结构的影响,并将模型计算结果与实测结果进行了对比分析,通过分析发现两者吻合度较好。对不同近接距离下砖混结构建筑受地铁振动的影响进行模拟,利用《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)中有关居民、文教区内的房屋振动限制进行分区,得到符合建筑使用舒适度的安全距离。     

填充墙框架结构自振周期折减系数研究

目前规范针对混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等一些新型砌体填充墙材料周期折减系数的取值问题尚未明确规定,但是自振周期折减系数对地震作用下RC框架结构的动力响应有着重要的影响。针对新型砌体填充墙RC框架结构的自振周期折减系数,运用Sap2000有限元软件进行分析研究并探讨了由于框架填充墙材料的不同、楼层层数的不同导致自振周期和周期折减系数的取值不同问题,给自振周期折减系数的取值提出了合理建议,为今后在结构设计中针对RC框架结构周期折减系数的取值大小问题提供有力的参考依据。     

地铁列车运行对环境振动的影响数值分析

结合郑州地铁1号线工程实例,对比分析了郑州城市轨道交通在采用不同减振轨道形式下,隧道壁和土体对地铁振动传播的影响,为后续的轨道专业设计提供一定的理论依据。     

Empirical formulation for estimating the fundamental frequency of historical stone mosques with masonry domes

Historical stone mosques with masonry dome are complex structures due to their different structural elements, material properties, boundary conditions, connections, etc. It is very difficult to develop the numerical models representing the real behaviour of these structures. Therefore, their numerical models should be checked with ambient vibration tests for the reliable safety evaluations before the restoration applications. However, it is known that the ambient vibration tests of historical mosques are very difficult and costly and need permissions from the owners and relevant government agencies. The paper aims to develop an empirical formulation for estimating the fundamental frequency of historical stone mosques with masonry dome to check the initial finite element models. Nine stone mosques with masonry dome in different dimensions in the eastern Black Sea Region of Turkey were selected as examples for this purpose. By performing ambient vibration tests of the selected mosques, experimental natural frequencies, mode shapes, and damping ratios have been determined and evaluated together. An empirical formulation for the fundamental frequency and coefficients for the second and third frequencies of stone mosques with masonry dome based on vibration data are obtained by using the statistical regression analysis and verified with the control data. The comparative results confirm that the proposed formulation has a reliable predictive performance.     

地铁车辆段上盖建筑车致振动试验

为了研究地铁车辆段上盖建筑车致振动机理,对杭州某地铁车辆段试车线上盖建筑的振动进行了试验研究。基于环境激励分析了上盖建筑楼板的动力特性,研究了不同车速下地铁车辆段上盖建筑的车致振动特性和传播规律,结合中国环境振动评价标准对建筑物室内的振动舒适度进行了评价。结果表明:上盖建筑楼板一阶频率在28～46 Hz之间,阻尼比为0.3%～1%; 上盖建筑物的车致振动主要分布于0～140 Hz之间,10～25 Hz以内的低频振动表现为结构的整体振动,沿层高有放大的趋势,不同车速下楼板振动频率分布类似,都主要集中在楼板的自振频率附近; 随列车加载车速的降低,地铁上盖建筑中的整体振动强度呈下降趋势,部分楼板的最大Z振级及分频振级均出现“反弹”现象; 试车线列车以超过35 km·h^-1的车速运行时上盖建筑中楼板的实测最大Z振级超过了标准限值,为保证试车线列车功能同时提高上盖建筑的振动舒适度,有必要在已有轨道减振的基础上对上盖建筑物进一步采取减振隔振措施。     

天津Z2线地铁运营对沿线地面振动的影响分析

天津滨海新区Z2线为新型地铁线路,有着列车运行速度快、发车频次高等特点,其地铁运营时速最高可达120km,而中国现阶段城市中运行的普通地铁列车时速一般在60～80km。高速地铁荷载与普通列车荷载相比,有着频率高、幅值大的特点,所造成的环境振动规律也有所不同。以天津市Z2地铁线一期工程作为实例,依托实际工程数据,利用大型通用有限元软件ABAQUS建立隧道–土层三维有限元模型,采用动力隐式分析模拟地基土高速移动地铁列车荷载下的地表振动强度衰减规律,比较不同盾构隧道埋深、不同地铁列车行车速度以及不同隧道上覆土层性质工况下的地表振动变化规律,并结合相关城市环境振动评估标准,对地铁造成的环境振动进行评价,初步得到了地铁线路环境振动防护距离随以上三种因素的变化规律。研究结论可为今后高速地铁线路工程建设选线以及运营沿线振动预测、地铁沿线规划提供一定指导。     

《砌体结构设计规范》的回顾与进展

近年来随着我国砌体结构理论研究和应用的发展,出现了许多新的结构体系、研究成果,对砌体结构有了新的功能要求,因而需要对原有砌体结构设计规范进行完善和修订。结合规范编制工作,对砌体结构设计规范的发展历程进行了回顾,概述了我国砌体结构在新型墙材应用、新的承重体系、砌体结构的节能体系及数值分析方法等方面的进展,并对2010版砌体结构设计规范修订的重点内容,即砌体结构耐久性、框架填充墙的连接方式和裂缝控制、夹心墙的设计以及砌体抗剪强度等进行简要介绍,进而展望了砌体结构的主要研究方向。参30     

砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固及隔震加层振动台试验研究

为研究砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固技术的加固效果,并探讨在其顶部隔震加层的可行性,进行了3个相似比为1/4模型的振动台对比试验, 模型分别是加固砌体结构模型、加固后加层非隔震结构模型和加固后加层隔震结构模型。试验测试了模型结构的动力特性及其在不同地震作用下的动力响应,为了分析结构震损后的动力响应,在试验模型经历罕遇地震作用下的损伤后又继续进行不同水准地震输入试验。试验结果表明：加层非隔震结构的上部钢框架鞭稍效应非常明显;加层隔震结构有效延长了结构自振周期,增大了结构阻尼比。加层隔震结构既有效降低了下部砌体结构的地震响应又降低了上部钢框架的地震响应,其加固效果和抗震性能优越。同时,震损后加层隔震结构的隔震效果明显降低,下部砌体的加速度反应可能大于加固结构和加层非隔震结构,建议在设计时充分考虑这种不利影响。     

紧邻地铁车站地下空间楼层振动效应测试评价

地铁列车运行引发车站临近地下空间楼层振动,对其理论完善有赖于现场实测及数据分析。本文以紧邻地铁车站的某大型地下空间为例,基于Imote2无线传感器网络平台,对地铁列车进站-停靠-出站阶段地下空间楼层振动效应进行了实测。分别获得了加速度时程谱与频谱,计算出楼层测区内的Z振级分布,并对三分之一倍频程各中心频率的分频振级分布特征进行了分析。结果表明:楼层钢筋混凝土楼板在弹性波传播方向上存在阻尼作用,但对于不同频率的弹性波,其阻尼耗散程度不同;弹性波在楼层内传播过程中,不仅存在振幅随传播距离增大而衰减的现象,还存在复杂的波动干涉行为,并导致振动效应放大区的出现;测区楼板被激发出的前两阶固有频率分别为1.60 Hz与3.15 Hz,二者的分频振级均小于60 dB,对人体健康造成的潜在不利影响较小;为降低楼层振动效应对建筑体及附属设施的不利影响,可考虑采取进站提前减速、出站推迟加速的方法,亦可考虑在局部地铁道床采取减、隔振等措施,集中耗散高频振动能量。