板式高层住宅建筑环境振动及抗震安全分析

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为通风采光需要,上海、深圳等大型城市建造了许多12-18层高的板式小高层住宅建筑。在深厚软土地区,这类建筑虽然在设计时满足了对设防地震的防护要求,但由于邻近大型低频振动设备工作引起地基振动放大,可能会造成工业振源频率、地基卓越频率和建筑结构自振频率相近而发生类共振现象,出现影响舒适度甚至工程结构安全的振动问题。上海市在近十余年内出现了多起这类小高层住宅建筑摇晃事件,并遭居民投诉。解决这种问题的方法,目前主要采用了限制大功率振源设备夜间开机、搬迁工厂或在受振动明显影响的建筑周围地基中设置隔振屏障等管理和技术措施,而未对建筑结构本身采取减振对策,效果不尽如意。对于住宅建筑结构本身,如何采取合适的技术措施来达到预期的减振要求,尚值得进行研究分析。本文的主要内容和结论如下:(1)本文首先介绍小高层板式住宅的概念及特点,提出高层结构抗震及工业振动分析的研究意义以及国内外目前结构抗震减振的发展状况,从而引出本文拟进行研究分析的工作内容。(2)对上海某小区实际工程,通过介绍该小区在深厚软土场地下住宅房屋环境振动测试结果,扼要总结其存在的规律性;定性评估降低小高层住宅建筑环境振动影响的三类技术途径的可行性和存在的问题。(3)对上海某小区小高层住宅建筑进行结构建模计算,通过计算结构的自振周期、扭转、位移等相关数据信息,对单拼结构、双拼结构二者的计算结果进行数据比较,分析两种结构的抗震安全性。同时采用弹性时程分析作为补充计算,通过地震波的输入对单拼结构、双拼结构进行动力分析。(4)综合考虑不过于干扰住户生活、不增加太多的附加投资、便于施工组织等因素,对双拼结构外墙结构缝处采取圈梁和墙体连接两种加固方法进行动力响应分析比较,发现墙体连接加固方法更能有效地减小结构自振周期,可以有效地减弱原来结构与场地发生的类共振现象,同时降低结构动力响应沿高度的放大效应,从而可以降低结构的振动。本文研究结果,可为今后解决类似工程问题提供设计参考,对降低小高层住宅建筑环境振动对住户舒适度产生的不利影响,具有较为重要的实用意义。
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