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。     

三维振震双控支座在地铁上盖结构中的减振效果研究

地铁振动带来的舒适度问题已经成为地铁上盖开发的重要制约因素,对地铁上盖结构设计提出了更高的要求。三维振震双控支座可以兼顾对水平向地震和竖向地铁振动响应进行控制,在地铁上盖开发中具有重要的研究和应用价值。提出了一种基于橡胶隔震支座和碟形弹簧的三维振震双控支座,并通过原型支座试验对其竖向刚度和解耦效果进行了验证。在此基础上,以某地铁上盖结构工程项目为背景,采用现场振动测试获得的地铁振动时程作为激励,建立了三维振震双控结构模型并进行了时程分析。计算结果表明,设置三维振震双控支座后,该结构水平向隔震效果显著;竖向Z振级减小,有效提高了地铁上盖结构的舒适度。     

竖向基础隔振模型建筑在地铁激励下的振动响应研究北大核心CSCD

为研究采用竖向基础隔振技术的建筑在地铁激励下的响应,在上海地铁某线路隧道正上方制作了一个两层砖混结构房屋模型,采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联作为隔振层。建立了该房屋模型的有限元模型,通过不同型号和不同数量隔振支座的组合来改变隔振频率,以不同隔振工况下的实测基底振动加速度记录为输入激励,计算了结构在时域内的响应。将结构的时域响应转换为振动加速度级,评价了不同隔振频率的隔振效果,并与实测结果进行了比较。研究表明,建立的有限元模型能够较真实地反映地铁激励下基础隔振建筑物的振动响应,能够对地铁激励下拟建建筑的振动进行预测,为其隔振设计提供理论依据。     

地铁临近建筑结构楼板的隔振效果实测与分析

在考虑建筑结构自身竖向刚度的基础上,建立并求解钢弹簧浮置楼板双质点动力学模型,给出了地铁振动竖向加速度传递率曲线。设计钢弹簧浮置楼板结构,对隔振前后地铁振动引起的建筑结构竖向加速度时程响应进行现场实测,对比分析了傅里叶值谱以及1/3倍频程。利用MATLAB进行编程计算,并与实测结果进行对比分析,最后建立多层框架结构有限元模型进行计算分析。结果表明:钢弹簧浮置楼板对地铁振动竖向加速度隔振率可达到85%以上,并且在40～100Hz频率范围内,可将原结构竖向振级减小20～30dB。地铁引起的结构竖向振级随着楼层增高有所放大。     

组合隔振(震)砌体结构模型振动台竖向隔振研究北大核心CSCD

采用橡胶支座做基础隔震的结构隔离水平地震作用的效果已被众多试验和实际工程所证实,然而能否通过适当的组合和设计使橡胶支座基础隔震结构在隔离水平地震作用的同时,能够隔离地铁引起的建筑结构竖向振动具有重要的研究价值。某6层砌体结构拟采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联组合作为隔振(震)层来隔离地铁引起的竖向振动。为了检验该组合隔振(震)系统的竖向隔振性能,对此6层砌体结构的模型进行了振动台试验,测试了模型的自振频率,检验了模型竖向隔振能力。结果表明,这种组合隔振(震)系统能够有效地隔离地铁引起的结构振动,可以在有类似要求的工程中推广使用。     

叠层厚橡胶支座力学性能及其震振双控性能分析

为实现地铁上盖建筑的震振双控效果,可将叠层厚橡胶支座用于该类结构体系转换层。与普通橡胶支座相比,叠层厚橡胶支座的单层橡胶厚度较大,既可用于水平隔震,又可减小上部结构的竖向振动。为准确评估其在地铁上盖建筑中的效果,设计了第一形状系数为6.82的叠层厚橡胶支座,并对足尺支座开展竖向压缩、水平剪切、竖向拉伸和高面压稳定性能试验。探究了竖向压应力、剪应变和加载频率等对支座力学性能的影响规律,得到了设计阶段叠层厚橡胶支座竖向压缩刚度、水平等效刚度、等效阻尼比和拉应力值等性能指标。基于试验力学性能指标,建立了固接模型、普通橡胶支座和叠层厚橡胶支座的地铁上盖结构模型,分别以选取的地震波和实测三向地铁振动为激励,通过时程响应分析,验证了叠层厚橡胶支座的震振双控效果,为地铁上盖建筑的震振双控提供技术方案。     

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置力学性能及隔震(振)效果研究

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置(3DFPS)由碟簧竖向隔振单元和单摩擦摆水平隔震单元组成,可以实现环境激励工况下建筑结构的竖向隔振与地震工况下的水平隔震。为了研究3DFPS的力学性能及隔震(振)效果,制作了足尺的3DFPS试件,并对其进行压剪试验。结果表明：3DFPS的竖向性能与水平向性能相互独立,竖向隔振单元与水平隔震单元可独立设计;通过在叠合碟簧间加入0.03mm聚四氟乙烯(PTFE)薄膜可以减小碟簧间摩擦,使小位移下的循环加载刚度更接近大位移下的单调加载刚度。对采用3DFPS和固接到地面的平面框架结构进行有限元弹性时程分析,研究此装置在水平地震与竖向地铁振动激励下的隔震(振)效果。结果表明：三维隔震(振)装置可使水平地震下结构响应减少80%以上,使地铁振动激励下楼面竖向加速度响应减小61%;碟簧竖向压缩变形对结构在水平地震下的响应没有明显的影响。     

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。     

某别墅三维隔震(振)设计与分析

本文介绍了采用三维隔震(振)技术解决某别墅由于结构平面不规则导致的抗震性能薄弱以及附近车道重载车辆引起的振动对日常生活影响的问题。通过实际现场振动测试,分析得到车辆行驶的竖向振动引起场地振动源的优势频率范围为2.4～14.9Hz,进而取结构竖向振动频率为1.0Hz进行结构竖向隔振设计;此外,由于结构平面布置不规则,采用基础隔震方式,通过布置38个三维隔震(振)支座,进行结构水平方向隔震设计,并同时解决了竖向振动问题。通过三维隔震(振)设计后,结构的抗震性能得到大幅度提升,同时房屋的舒适性也得以大大提高,本案例设计分析情况可供其它类似工程参考。     

多线性竖向复合隔振结构性能研究

提出一种基于大承载钢弹簧支座的多线性竖向复合隔振支座,给出了多线性竖向复合隔振支座的本构关系及构造,分析了多线性竖向复合隔振支座不同变形阶段的工作原理.结合实际工程案例,通过拟静力加载试验及有限元模拟,研究了钢弹簧支座的力学性能,提出了较大振动(如地震)下的变形控制指标,对多线性竖向复合隔振结构,进行了轨道交通振动输入下的结构动力响应分析.结果 表明,多线性竖向复合隔振支座的竖向变形不超过35mm,耦合水平变形不超过15mm,钢弹簧隔振支座可基本保持弹性,当采取水平变形控制措施时,竖向变形限值可适当放松;结构采用多线性竖向复合隔振,通过合理构造实现多阶段刚度控制,满足结构抗震设防需求的同时,可以有效降低轨道交通导致的结构振动.     

地铁上盖超高层结构竖向振动台模型试验——不同振动控制方案影响研究

通过对十种不同振动控制方案的1∶30缩尺比振动台试验模型进行竖向白噪声扫频,根据动力特性分析确定叠层橡胶支座合理的布置位置,并对具有合理的叠层橡胶支座布置位置的四支座模型和六支座模型以及传统结构设计模型共进行了 84组工况的竖向地铁激励振动台试验,研究振动控制层竖向刚度对上部结构的竖向加速度响应和竖向振动控制效果的影响...     

地铁环境下已建建筑的隔振研究

通过实测得到地铁运行引起某建筑物楼板的振动加速度,利用ANSYS有限元分析软件建立碟簧隔振支座以及上部结构的层间剪切模型,通过对比隔振前后结构的效应,分析碟簧隔振支座的隔振效果.研究表明设置碟簧支座可使上部建筑的竖向加速度明显减少.由此可见,在建筑物底部设置碟簧隔振支座具有显著的隔振效果.     

隔振垫在TOD建筑振动及二次辐射噪声控制中的应用研究

双凤桥TOD(transit-oriented development)项目受邻近既有地铁线路运行的振动作用,对建筑物振动及室内二次辐射噪声造成不利影响。通过现场振动实测,得到振源及地表的振动数据,利用实测数据验证“轨道-隧道-土层-建筑物”三维有限元模型。模型预测结果表明,所有楼层的最大Z振级指标均满足标准要求;各楼层室内二次辐射噪声均超过标准限值。针对超标情况,采用一种新的建筑隔振技术——建筑物基底隔振垫层后,所有预测点的振动和二次辐射噪声均满足相关标准限值要求。     

层高突变结构的处理办法

针对多高层建筑物结构竖向刚度突变的问题,对高层建筑结构进行了设计分析,得出可通过层高高的楼层增设剪力墙,层高低的楼层减少剪力墙或减小柱断面调节竖向刚度的结论。     

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。     

地铁上盖隔震建筑车致振动实测与模拟分析

为研究地铁振动引起的地铁上盖隔震建筑竖向振动的影响,基于上海徐泾车辆基地试车线旁的15层隔震住宅进行了现场测试与数值模拟,对不同车速工况下建筑物的室内振动进行测试与分析。振动测试结果表明：地铁上盖建筑采用普通橡胶支座隔震技术后,虽然振动经过隔震层后减小不明显,但并未发现上部结构Z振级有明显放大现象,较传统固接结构具有一定的优越性;上盖结构受车致振动的大小不仅与运行车速有关,也会受刹车等间接增大轨道不平顺程度的行为的影响。建立了用于地铁上盖隔震建筑振动分析的数值模型,并基于现场振动测试结果验证了模型的准确性。数值分析表明,隔震装置在一定程度上可减小楼板竖向振动的幅值,其1/3倍频程振级较固接结构在20、63 Hz附近低约6 dB。     

地铁上盖超高层结构竖向振动台模型试验——振动传播规律研究

位于广州市的某超高层结构在地下1层采用叠层橡胶支座设置了振动控制层,以降低上部结构的竖向振动响应.对设置和不设置振动控制层的结构,分别进行了缩尺比为1∶30的模型振动台试验.输入实测竖向地铁场地波,测量和比较两个振动台模型在各代表楼层的竖向加速度响应情况.结果表明,振动控制层可以明显降低模型竖向自振频率,使其远离地铁竖...     

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。     

近轨建筑地下室结构柱车致低频振动减振设计

为了降低车致低频振动,依托实际工程,开展地下室结构柱减振设计研究。基于车辆-轨道耦合动力学理论,考虑短波随机不平顺引起的轮轨中高频振动、土体分层特性、人工黏弹性边界等非线性因素,建立近轨高层建筑车致低频振动预测模型。通过现场地表振动衰减规律测试与车致地下室振动特性测试,验证振动预测模型的有效性。研究地下室非永久柱优化布置,以及非永久柱中嵌入碟形弹簧支座、橡胶支座、粉煤灰支座等4种减振方案对车致低频振动的抑制效果。结果表明：对结构柱进行优化设计可不同程度降低车致低频振动;减少地下室非永久柱可降低地下室整体结构刚度以减少传至高层建筑的振动;采用碟形弹簧支座主要衰减地下室隔板频率63～125 Hz区段振动,高层建筑最大Z振级最多衰减7.3 dB;通过橡胶支座衰减地下室隔板频率40～125 Hz区段振动,高层建筑最大Z振级最多衰减7.6 dB;而采用粉煤灰支座主要衰减地下室隔板频率40～125 Hz区段振动,高层建筑最大Z振级最多衰减5.4 dB;针对该实际工程,结构柱内嵌橡胶支座效果最佳。     

厚层橡胶支座抗震性能分析

厚层橡胶支座的隔振性能较好,广泛应用于地铁周边建筑物的基底隔振。但厚层橡胶支座的抗震性能如何,还有待进一步的研究。以两跨十五层框架结构为基本模型,采用弹性时程分析方法分别计算并对比了在地震动激励下,布置厚层橡胶支座、布置普通橡胶支座和无支座三种情况时该结构的基底剪力和层间位移角。得出了厚层橡胶支座能够满足规范规定的抗震要求,其抗震性能比无支座要好,比普通橡胶支座略差,竖向刚度较小导致上部结构发生摇摆效应是其抗震性能比普通橡胶支座略差的原因。