地铁列车所致临近建筑物振动预测方法研究

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随着城市轨道交通的大量修建,轨道交通系统产生的振动对周围环境的影响与日俱增,环境振动问题已经逐渐引起人们的关注。本文针对地铁运营引起临近建筑物振动的实际问题,提出了振动分频传递法对地铁附近的拟建建筑物振动进行预测。本文以某一地铁沿线的砌体结构和某一已建大厦为工程背景,采用现场实测与数值模拟的相结合的方法验证振动分频传递法的正确性,总结振动信号在结构内部的传递规律,并对一拟建博物馆的振动影响进行预测。论文的主要研究内容和研究成果如下:(1)为研究“结构基础-上部结构”内部的传递函数,对地铁沿线附近的某一砌体建筑物进行现场实测,获得其关键位置的实际振动响应;建立该砌体建筑物的有限元模型,分析其在单频竖向简谐波激励下的振动响应。实测和数值模拟表明:结构在低频竖向谐振波激励下加速度幅值随楼层的增高而不断增加,在高频波作用下加速度幅值随楼层的增高而不断衰减。(2)通过采用振动分频传递法计算得到该砌体建筑物在地铁作用下各楼层的振动响应,并与实测数据进行对比分析。结果表明:振动分频传递法可以较好的预测结构在地铁振动影响下的响应。(3)对地铁振动激励下拟建博物馆附近的某一大厦进行了现场实测,获得大厦各楼层关键位置的振动响应,对现场实测数据进行分析,总结得到地铁所致临近建筑物的振动传播规律。实测数据表明:竖向Z振级随楼层的增高而增大,而地铁运行引起的30-50Hz的振动能量百分比越来越小,结构自振较低频5-16Hz所占的能量百分比越来越大。(4)在ANSYS中建立待建博物馆的有限元模型,利用振动分频传递法,研究地铁运行对拟建博物馆的振动影响,结合相关振动标准对有限元分析结果进行评价。结果分析表明:拟建博物馆在地铁影响下的振动满足国家相关振动控制标准。
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