【摘 要】
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本文介绍了高架列车引起装配式建筑框架结构体系振动响应的原因以及振动特点,同时在参考前人研究成果的基础上总结了国内外对该课题研究的现状、研究方法以及现阶段所取得的成果。运行列车引起周边环境振动对人们的正常生活有极大影响,前人研究主要集中在现浇结构振动响应问题方面,因此有必要对高架列车引起装配式建筑振动响应进行研究。本文以半刚性连接装配式结构为研究对象,利用通用有限元计算软件ANSYS进行建模计算。建
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本文介绍了高架列车引起装配式建筑框架结构体系振动响应的原因以及振动特点,同时在参考前人研究成果的基础上总结了国内外对该课题研究的现状、研究方法以及现阶段所取得的成果。运行列车引起周边环境振动对人们的正常生活有极大影响,前人研究主要集中在现浇结构振动响应问题方面,因此有必要对高架列车引起装配式建筑振动响应进行研究。本文以半刚性连接装配式结构为研究对象,利用通用有限元计算软件ANSYS进行建模计算。建立有限元模型时,将其分为列车-桥梁-桥墩和桩基-土体-装配式结构两个子模型,通过墩底反力进行连接。运行上部子模型计算桥墩墩底反力,将其作为外部荷载施加在下部子模型桥墩中心位置,通过计算得到装配式结构三层楼板的振动响应情况。在上部模型建立过程中,采用移动荷载模拟列车荷载激励,桥梁以及桥墩通过Beam4单元模拟,两者间设置支座连接,支座结构通过Combine14弹簧阻尼单元进行模拟,计算得到墩底反力。桩基-土体-装配式结构模型建模中,土体以及桩基采用Solid45单元,耦合接触面上的自由度;模型底部采用固定边界,侧边采用三维粘弹性边界;装配式结构梁柱采用Beam188单元,楼板采用Shell181单元,梁柱节点通过三个轴向及三个转动弹簧阻尼单元模拟半刚性连接。将上部荷载施加后得到结构楼板振动加速度、位移等。通过计算分析发现,结构振动的频率范围主要集中在0-40Hz范围,属于低频振动;高架列车引起装配式结构水平方向振动也较显著,且与竖向相比振动响应更加敏感;列车运行速度、结构距高架中心线距离、土体性质等工况均对结构振动有一定的影响,随着节点转动刚度的增大,加速度频谱幅值逐渐增大,说明节点半刚性对于振动能量的传递有影响。在本文研究节点刚度范围内,水平方向振动响应总体随着节点转动刚度的增大而增大,竖向振动响应受到节点刚度变化影响较小;隔振沟深度越浅,楼板水平位移变化幅度越大,竖向位移变化幅度越小,因此进行装配式混凝土框架结构设计需根据周边装配式结构功能作用控制隔振沟深度。
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