地铁环境下已建建筑的隔振研究

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地铁在缓解城市交通压力中起着重要的作用,然而随着地铁路线的增加以及地铁的不断提速,产生了一系列的负面影响,其中最为普遍的是地铁运行时对沿线建筑物的振动影响。本文以上海某地铁引起附近一居民楼的振动问题为课题背景,以ANSYS有限元分析软件为支撑,建立隧道的有限元分析模型,分析地铁运行时对隧道内道床边的动态效应;建立砖混结构的有限元实体模型,将地铁运行时对道床的加速度作为地铁波输入到居民楼上,采用碟簧隔振装置,通过时程分析对比在地铁振动作用影响下隔振前、后的影响程度。本文主要完成以下工作:1、用离散的有限模型来模拟无限的地基。研究一致粘弹性人工边界的理论,将泊松比、剪切模量、弹性模量以及阻尼进行等效来模拟边界单元的材料属性。2、研究列车对道床的荷载,并根据已算得的列车对轨枕间的荷载时程将其消散至道床,最终将列车荷载简化成简谐波的形式进行输入。3、以有限元理论为基础建立隧道的实体模型,对地铁振动影响的道床进行动力分析,提取其竖向加速度。在有限元分析时,将其作为地铁对建筑物的振动波输入到结构上。4、了解碟簧隔振支座的构造组成,提出碟簧隔振支座的设计方法,通过计算碟簧的刚度、承载力等对本文实际情况对碟簧隔振支座进行设计。5、以有限元理论为基础,以某6层砖混结构为研究对象,分为以下几种情况进行讨论:1)未隔振结构在模拟地铁作用下的振动情况。2)隔振结构在模拟地铁作用下的振动情况。3)未隔振结构在实测地铁作用下的振动情况。4)隔振结构在实测地铁作用下的振动情况。通过ANSYS建立三维实体分析模型,以实测、模拟的地铁对道床的振动影响为依据,进行时程分析,对比各种情况下上部结构的振动反应,发现设置碟簧隔振支座后,该砖混结构的层间位移、加速度均相应的减少。
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