某城市地铁振源系统参数影响预测

为了研究正在建设的某城市地铁振源系统,根据地铁拟采用的车型、块下胶垫和扣件等参数,建立车轨垂向耦合振动模型。计算车体、轮对和道床的垂向最大振动加速度,分析车体运行的平稳性及振源的减振效能。结果表明:该城市地铁拟采用的振源系统具有良好的减振效能;A型车车体运行平稳性优于B型车;低速时,参数的选取对振源系统的减振效能没有明显影响,随着车速的增加,减振效能呈降低趋势且不同参数间差距扩大,但当车速大于60 km/h时,减振效能趋于稳定;对减振效能的贡献,扣件最大,块下胶垫的阻尼其次,而A、B型车体和块下胶垫的刚度影响则不明显。     

考虑高阶效应的高层基础隔震结构振动与控制

为了研究高层基础隔震结构的高阶效应及其控制方法，揭示了高层基础隔震结构的高阶效应机理。以实际工程为原型，进行了1/15比例的缩尺模型地震振动台试验，同时建立有限元模型，通过时程分析方法获得加速度与位移响应，并将分析结果与试验数据进行对比验证了有限元模型的有效性。研究结果表明：在一定条件下，高层基础隔震结构高位部分可能产生较明显的高阶效应，其响应突变层位置基本置于高位部分质量与结构总质量占比约为1/5处；8度罕遇地震作用下，结构顶部加速度放大系数超过2,响应突变层附近层间位移角超过1/100,该类型结构可能具有较大安全隐患；提出的基础隔震与TMD混合减震方案和基础与层间混合隔震方案均能有效的解决高层基础隔震结构的高阶效应，其中基础隔震与TMD混合减震方案振动控制效果能达50%左右；基础与层间混合隔震方案的最佳减震效果可接近50%。     

考虑车轨垂向耦合福州地铁振源加速度研究

为了研究福州地铁振源系统加速度,进而可以直观准确地分析土层传播规律和衰减特性,笔者建立了车轨垂向耦合振动模型,应用了福州地铁列车和轨道参数,计算了在一定车速下,振源系统各部的垂向加速度,并分析了车速的影响。结果表明,车体振动反映了自身的自振频率;转向架、轮对、支承块和道床有一定的主频集中区,且轮对和支承块在高频区还分别存在一个高频赫兹接触运动引起的第二主频。振源系统的轨道扣件和块下橡胶垫具有较好的减振能力,随着车速的增加,垂向加速度逐渐增大,同时减振效果趋于稳定。     

高位层间隔震结构地震反应参数影响研究

针对考虑参数优化的层间隔震结构振动台试验中,传统抗震结构与隔震层位于结构较高位置时的试验部分进行仿真分析,验证了层剪切计算模型的合理性。并采用两质点计算模型,经过分析拟合得到能使高位层间隔震结构减震效果达到整体最优的设计参数。     

地铁运行引起的建筑物振动响应预测

福州地铁尚未建成时,需要对临近建筑物的振动响应进行预测。由此,建立车轨垂向耦合振动数值分析模型和隧道—土体—建筑物有限元模型,参考福州地铁振源参数及沿线典型II类场地土类型,对地铁运行后,临近建筑物的振动响应作出了理论预测。分析结果表明,地铁列车运行引发的环境振动主频以中高频振动为主,而建筑物各楼面峰值主频均为建筑物的自振频率。同时,在低层楼面存在激励振动的中高频反弹区。列车车速和单双线运行不影响建筑物的振动形态,但能显著影响楼面加速度振级。另外,当多层和小高层建筑至隧道中心水平距离小于10 m,高层建筑小于15 m及位于30 m左右处,车速超过40 km/h时,建筑物部分或全部楼层加速度振级可能超越相关规范规定的振动限值,需要考虑振动控制。     

考虑参数优化的层间隔震结构振动台试验研究

为了研究隔震层在不同位置的层间隔震结构减震效果,验证层间隔震结构参数优化理论,建立了不同隔震层位置的层间隔震结构模型,优化了隔震层上下部频率比,对隔震层采用侧移刚度偏小值、优化值和偏大值的层间隔震结构模型进行地震动模拟振动台试验。试验结果表明,层间隔震技术能有效地降低结构地震反应,减震效果随着隔震层位置的升高而逐渐降低;经过参数优化设计的层间减震体系能在最大限度地降低隔震层下部结构层间位移反应的同时,有效地控制隔震层上部结构绝对加速度反应;同时研究表明,在实际工程中,进行理论计算的优化侧移刚度值和由橡胶隔震支座的类型和数量决定的实际优化侧移刚度值存在一定的误差是允许的。     

福建农村框架-砌体水平混合结构振动台试验研究

为了研究福建省农村中近年来出现的框架-砌体水平混合结构的抗震性能,以一幢实际民居为原型,进行了1/2缩尺模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性及其在不同地震作用下的试验现象和动力反应。同时,利用ANSYS软件建立了有限元模型,并将试验数据与计算结果进行了对比。研究结果表明:计算结果和试验数据吻合较好,验证了有限元模型的有效性;结构砌体部分破坏方式相似于砖混结构;结构框架部分的混凝土柱顶节点易出现应力集中;结构刚心和质心不重合且二层侧移刚度显著大于一层;在地震作用下,一层结构会发生较大的位移且同时存在扭转效应,结合较差的建筑质量,该类型结构在地震中具有较大隐患。