地鐵振動激勵下建筑物隔振設(shè)計分析及振動響應(yīng)研究
發(fā)布時間:2021-03-06 11:56
隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市人口和建筑愈加密集,人民對于日常生活舒適度的要求也逐漸提高,地鐵運行引發(fā)的振動對建筑結(jié)構(gòu)、人體健康、精密儀器的影響問題越來越受到國家和人民的重視。本文以北京大學(xué)某擬建設(shè)計樓隔振項目為依托,采用現(xiàn)場實測和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對本項目進(jìn)行了隔振設(shè)計分析研究。另以某宿舍樓為例,通過改變隔振系統(tǒng)和框架結(jié)構(gòu)各特性參數(shù),進(jìn)一步對基于隔振系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)地鐵振動響應(yīng)傳播規(guī)律進(jìn)行了研究。本文研究內(nèi)容可為工程應(yīng)用提供一定的參考,主要工作如下:(1)在綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,闡述了地鐵列車運行誘發(fā)環(huán)境振動對臨近建筑的影響,歸納總結(jié)了工程振動控制技術(shù)的相關(guān)理論與方法,整理了國內(nèi)外振動評價標(biāo)準(zhǔn)及評價量計算方法,為后文的研究提供充分的理論支撐。(2)開展了兩次振動測試。首先對新物理樓進(jìn)行了類比測試,分析了地鐵振動的頻率組成和卓越頻段的分布情況,初步評估了擬建設(shè)計樓受地鐵振動影響的情況。然后對擬建設(shè)計樓進(jìn)行了基坑場地測試,獲得實測數(shù)據(jù)作為擬建設(shè)計樓隔振設(shè)計有限元分析模型的數(shù)值激勵。(3)采用SAP2000有限元分析軟件,建立了擬建設(shè)計樓的隔振分析模型,將基坑實測...
【文章來源】:河北工程大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
北京地鐵2號線振動造成的壁畫破壞
第1章緒論3圖1-1北京地鐵2號線振動造成的壁畫破壞Fig.1-1MuraldamagecausedbyvibrationofBeijingSubwayLine2圖1-2捷克古教堂因交通振動產(chǎn)生的裂縫Fig.1-2CracksinCzechchurchesduetotrafficvibration1.1.2.2振動對人體健康的影響生理上,相關(guān)研究表明,軌道交通引起的環(huán)境振動會直接對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等造成危害或影響[10,11]。地鐵振動主要以低頻為主,而人體主要受低頻振動影響強烈,當(dāng)?shù)罔F引起的環(huán)境振動的頻率與人體器官或組織的頻率相近時,會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。人體的某些器官及相鄰的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生局部相對較大的振動,從而引起人體不舒適、工作效率較低或?qū)M織器官造成傷害。對于民用建筑內(nèi)的居民、工作者造成的影響主要為干擾其睡眠、休息、以及正常工作[12]。1.1.2.3振動對精密儀器的影響地鐵運行引發(fā)的微振動會降低精密儀器的加工精度。不同的儀器設(shè)備,針對不同的加工精度,容許振動的要求是不盡相同的。當(dāng)外界振動超過了設(shè)備的容許振動要求,就會影響加工產(chǎn)品的光潔度、波紋度、或尺寸誤差增大。相關(guān)實測結(jié)果表明,微振動會使設(shè)備的加工精度降低一至二級、以至于可能造成最終產(chǎn)品的不合格[13~15]。地鐵運行引發(fā)的微振動還會會對精密儀器自身造成損傷破壞。精密儀器長期處于振動狀態(tài)下,勢必會導(dǎo)致設(shè)備及零部件因振動不斷功能退化、老化、甚至引起設(shè)備提前破壞,影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),甚至造成安全事故。陜西某機床廠的激光錄磁儀,由于受到長期振動影響,造成磁頭偏移,設(shè)備傾斜,最終無法使用。
第2章隔振理論基礎(chǔ)與評價標(biāo)準(zhǔn)9第2章隔振理論基礎(chǔ)與評價標(biāo)準(zhǔn)2.1隔振基本原理隔振可分為兩類:一類將振源與基礎(chǔ)隔離開來,防止或減少振源向周圍傳播,稱為主動隔振或積極隔振;另一類將需要隔振的物體與振源隔離開來,防止或減少周圍振動對物體的影響,稱為被動隔振或消極隔振[77]。2.1.1主動隔振機械設(shè)備工作時,其運動部件會產(chǎn)生擾力。這樣的擾力在機械系統(tǒng)上就會引起質(zhì)量單元在平衡位置附近做往復(fù)運動,會使系統(tǒng)產(chǎn)生振動。若機械設(shè)備與基礎(chǔ)之間不采用隔振措施,機械設(shè)備產(chǎn)生的荷載將直接作用在基礎(chǔ)上,會對設(shè)備自身及周圍環(huán)境產(chǎn)生較大影響。此類振動問題可歸結(jié)為力輸入-位移輸出模型,其單質(zhì)點主動隔振原理如圖2-1所示。假設(shè)設(shè)備產(chǎn)生的動力荷載為簡諧形式,0F(t)fsin(t)。式中:0f—動力設(shè)備產(chǎn)生荷載的振幅;—振動源頻率,=2f,f為自然頻率;t—時間。圖2-1主動隔振原理圖Fig.2-1Activevibrationisolationschematic
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北京地鐵列車運行引起建筑室內(nèi)振動污染特征與評價[J]. 胡月琪,馬秋月,馬召輝,張虎,侯帥. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2020(01)
[2]場地振動響應(yīng)與地鐵運行速度的變化特征分析[J]. 劉必?zé)?鄔玉斌,宋瑞祥,何蕾,張婧. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2019(10)
[3]地鐵車輛段咽喉區(qū)上蓋建筑振動響應(yīng)規(guī)律研究[J]. 何蕾,宋瑞祥,鄔玉斌,吳瓊. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2019(10)
[4]地鐵環(huán)境振動評價標(biāo)準(zhǔn)及評價量探討[J]. 龔平. 都市快軌交通. 2019(04)
[5]雙振源激勵下地鐵車輛段上蓋建筑物振動特性[J]. 馮青松,王子玉,劉全民,羅信偉,李紀(jì)陽. 交通運輸工程學(xué)報. 2019(04)
[6]基于ANSYS的地鐵列車運行對周圍環(huán)境的振動分析[J]. 趙晗竹,隋杰英,李耀. 青島理工大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[7]地鐵列車荷載激勵下綜合交通樞紐車站站房結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)[J]. 雷曉燕,崔聰聰,張凌. 中國鐵道科學(xué). 2019(03)
[8]地鐵運行引起建筑物振動的三維有限元分析[J]. 趙凱,王秋哲,毛昆明. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2019(02)
[9]地鐵運營對沿線古建筑的振動影響分析與研究[J]. 崇金玲. 工程質(zhì)量. 2019(01)
[10]交通振動對砌體古建筑影響分析的研究現(xiàn)狀[J]. 夏倩,趙瑾,馬蒙,李懿卿. 噪聲與振動控制. 2018(06)
博士論文
[1]地鐵—房建合建體系耦合動力學(xué)及振動控制技術(shù)研究[D]. 侯博文.北京交通大學(xué) 2016
[2]基于無限—周期結(jié)構(gòu)理論的車軌耦合及隧道—地層振動響應(yīng)分析模型研究[D]. 馬龍祥.北京交通大學(xué) 2015
[3]橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究[D]. 曾德民.中國建筑科學(xué)研究院 2007
碩士論文
[1]地鐵振動激勵下兩種結(jié)構(gòu)形式的振動響應(yīng)分析[D]. 羅權(quán).華南理工大學(xué) 2018
[2]鉛芯橡膠隔震液化天然氣罐結(jié)構(gòu)近場地震下的動力響應(yīng)分析[D]. 尚潤丹.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]地鐵列車運行誘發(fā)的振動對環(huán)境的影響研究[D]. 魏龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]地鐵振動激勵下地面及地上建筑結(jié)構(gòu)的響應(yīng)研究[D]. 皇甫嬋媛.華南理工大學(xué) 2014
[5]地鐵運行引發(fā)周邊建筑物振動響應(yīng)特性研究[D]. 楊博.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[6]地鐵運行引起的振動對建筑結(jié)構(gòu)的影響及隔振研究[D]. 吳景壯.華南理工大學(xué) 2013
[7]吊車荷載作用下地鐵上蓋物業(yè)振動舒適度和噪聲研究[D]. 彭穎.武漢理工大學(xué) 2012
[8]地鐵上蓋物業(yè)的振動舒適度研究[D]. 趙娜.武漢理工大學(xué) 2012
[9]地鐵運行誘發(fā)的建筑物振動及控制[D]. 聶晗.北京工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3067060
【文章來源】:河北工程大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
北京地鐵2號線振動造成的壁畫破壞
第1章緒論3圖1-1北京地鐵2號線振動造成的壁畫破壞Fig.1-1MuraldamagecausedbyvibrationofBeijingSubwayLine2圖1-2捷克古教堂因交通振動產(chǎn)生的裂縫Fig.1-2CracksinCzechchurchesduetotrafficvibration1.1.2.2振動對人體健康的影響生理上,相關(guān)研究表明,軌道交通引起的環(huán)境振動會直接對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等造成危害或影響[10,11]。地鐵振動主要以低頻為主,而人體主要受低頻振動影響強烈,當(dāng)?shù)罔F引起的環(huán)境振動的頻率與人體器官或組織的頻率相近時,會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。人體的某些器官及相鄰的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生局部相對較大的振動,從而引起人體不舒適、工作效率較低或?qū)M織器官造成傷害。對于民用建筑內(nèi)的居民、工作者造成的影響主要為干擾其睡眠、休息、以及正常工作[12]。1.1.2.3振動對精密儀器的影響地鐵運行引發(fā)的微振動會降低精密儀器的加工精度。不同的儀器設(shè)備,針對不同的加工精度,容許振動的要求是不盡相同的。當(dāng)外界振動超過了設(shè)備的容許振動要求,就會影響加工產(chǎn)品的光潔度、波紋度、或尺寸誤差增大。相關(guān)實測結(jié)果表明,微振動會使設(shè)備的加工精度降低一至二級、以至于可能造成最終產(chǎn)品的不合格[13~15]。地鐵運行引發(fā)的微振動還會會對精密儀器自身造成損傷破壞。精密儀器長期處于振動狀態(tài)下,勢必會導(dǎo)致設(shè)備及零部件因振動不斷功能退化、老化、甚至引起設(shè)備提前破壞,影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),甚至造成安全事故。陜西某機床廠的激光錄磁儀,由于受到長期振動影響,造成磁頭偏移,設(shè)備傾斜,最終無法使用。
第2章隔振理論基礎(chǔ)與評價標(biāo)準(zhǔn)9第2章隔振理論基礎(chǔ)與評價標(biāo)準(zhǔn)2.1隔振基本原理隔振可分為兩類:一類將振源與基礎(chǔ)隔離開來,防止或減少振源向周圍傳播,稱為主動隔振或積極隔振;另一類將需要隔振的物體與振源隔離開來,防止或減少周圍振動對物體的影響,稱為被動隔振或消極隔振[77]。2.1.1主動隔振機械設(shè)備工作時,其運動部件會產(chǎn)生擾力。這樣的擾力在機械系統(tǒng)上就會引起質(zhì)量單元在平衡位置附近做往復(fù)運動,會使系統(tǒng)產(chǎn)生振動。若機械設(shè)備與基礎(chǔ)之間不采用隔振措施,機械設(shè)備產(chǎn)生的荷載將直接作用在基礎(chǔ)上,會對設(shè)備自身及周圍環(huán)境產(chǎn)生較大影響。此類振動問題可歸結(jié)為力輸入-位移輸出模型,其單質(zhì)點主動隔振原理如圖2-1所示。假設(shè)設(shè)備產(chǎn)生的動力荷載為簡諧形式,0F(t)fsin(t)。式中:0f—動力設(shè)備產(chǎn)生荷載的振幅;—振動源頻率,=2f,f為自然頻率;t—時間。圖2-1主動隔振原理圖Fig.2-1Activevibrationisolationschematic
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北京地鐵列車運行引起建筑室內(nèi)振動污染特征與評價[J]. 胡月琪,馬秋月,馬召輝,張虎,侯帥. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2020(01)
[2]場地振動響應(yīng)與地鐵運行速度的變化特征分析[J]. 劉必?zé)?鄔玉斌,宋瑞祥,何蕾,張婧. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2019(10)
[3]地鐵車輛段咽喉區(qū)上蓋建筑振動響應(yīng)規(guī)律研究[J]. 何蕾,宋瑞祥,鄔玉斌,吳瓊. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2019(10)
[4]地鐵環(huán)境振動評價標(biāo)準(zhǔn)及評價量探討[J]. 龔平. 都市快軌交通. 2019(04)
[5]雙振源激勵下地鐵車輛段上蓋建筑物振動特性[J]. 馮青松,王子玉,劉全民,羅信偉,李紀(jì)陽. 交通運輸工程學(xué)報. 2019(04)
[6]基于ANSYS的地鐵列車運行對周圍環(huán)境的振動分析[J]. 趙晗竹,隋杰英,李耀. 青島理工大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[7]地鐵列車荷載激勵下綜合交通樞紐車站站房結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)[J]. 雷曉燕,崔聰聰,張凌. 中國鐵道科學(xué). 2019(03)
[8]地鐵運行引起建筑物振動的三維有限元分析[J]. 趙凱,王秋哲,毛昆明. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2019(02)
[9]地鐵運營對沿線古建筑的振動影響分析與研究[J]. 崇金玲. 工程質(zhì)量. 2019(01)
[10]交通振動對砌體古建筑影響分析的研究現(xiàn)狀[J]. 夏倩,趙瑾,馬蒙,李懿卿. 噪聲與振動控制. 2018(06)
博士論文
[1]地鐵—房建合建體系耦合動力學(xué)及振動控制技術(shù)研究[D]. 侯博文.北京交通大學(xué) 2016
[2]基于無限—周期結(jié)構(gòu)理論的車軌耦合及隧道—地層振動響應(yīng)分析模型研究[D]. 馬龍祥.北京交通大學(xué) 2015
[3]橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究[D]. 曾德民.中國建筑科學(xué)研究院 2007
碩士論文
[1]地鐵振動激勵下兩種結(jié)構(gòu)形式的振動響應(yīng)分析[D]. 羅權(quán).華南理工大學(xué) 2018
[2]鉛芯橡膠隔震液化天然氣罐結(jié)構(gòu)近場地震下的動力響應(yīng)分析[D]. 尚潤丹.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]地鐵列車運行誘發(fā)的振動對環(huán)境的影響研究[D]. 魏龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]地鐵振動激勵下地面及地上建筑結(jié)構(gòu)的響應(yīng)研究[D]. 皇甫嬋媛.華南理工大學(xué) 2014
[5]地鐵運行引發(fā)周邊建筑物振動響應(yīng)特性研究[D]. 楊博.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[6]地鐵運行引起的振動對建筑結(jié)構(gòu)的影響及隔振研究[D]. 吳景壯.華南理工大學(xué) 2013
[7]吊車荷載作用下地鐵上蓋物業(yè)振動舒適度和噪聲研究[D]. 彭穎.武漢理工大學(xué) 2012
[8]地鐵上蓋物業(yè)的振動舒適度研究[D]. 趙娜.武漢理工大學(xué) 2012
[9]地鐵運行誘發(fā)的建筑物振動及控制[D]. 聶晗.北京工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3067060
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