地铁振动激励下建筑物隔振设计分析及振动响应研究
发布时间：2021-03-06 11:56
随着我国社会经济的飞速发展,城市化进程的不断推进,城市人口和建筑愈加密集,人民对于日常生活舒适度的要求也逐渐提高,地铁运行引发的振动对建筑结构、人体健康、精密仪器的影响问题越来越受到国家和人民的重视。本文以北京大学某拟建设计楼隔振项目为依托,采用现场实测和数值模拟相结合的方法对本项目进行了隔振设计分析研究。另以某宿舍楼为例,通过改变隔振系统和框架结构各特性参数,进一步对基于隔振系统的框架结构地铁振动响应传播规律进行了研究。本文研究内容可为工程应用提供一定的参考,主要工作如下:（1）在综合国内外文献的基础上,阐述了地铁列车运行诱发环境振动对临近建筑的影响,归纳总结了工程振动控制技术的相关理论与方法,整理了国内外振动评价标准及评价量计算方法,为后文的研究提供充分的理论支撑。（2）开展了两次振动测试。首先对新物理楼进行了类比测试,分析了地铁振动的频率组成和卓越频段的分布情况,初步评估了拟建设计楼受地铁振动影响的情况。然后对拟建设计楼进行了基坑场地测试,获得实测数据作为拟建设计楼隔振设计有限元分析模型的数值激励。（3）采用SAP2000有限元分析软件,建立了拟建设计楼的隔振分析模型,将基坑实测...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北京地铁2号线振动造成的壁画破坏
第1章绪论3图1-1北京地铁2号线振动造成的壁画破坏Fig.1-1MuraldamagecausedbyvibrationofBeijingSubwayLine2图1-2捷克古教堂因交通振动产生的裂缝Fig.1-2CracksinCzechchurchesduetotrafficvibration1.1.2.2振动对人体健康的影响生理上，相关研究表明，轨道交通引起的环境振动会直接对人体的神经系统、消化系统、心血管系统、内分泌系统、呼吸系统等造成危害或影响[10,11]。地铁振动主要以低频为主，而人体主要受低频振动影响强烈，当地铁引起的环境振动的频率与人体器官或组织的频率相近时，会产生共振现象。人体的某些器官及相邻的组织结构发生局部相对较大的振动，从而引起人体不舒适、工作效率较低或对组织器官造成伤害。对于民用建筑内的居民、工作者造成的影响主要为干扰其睡眠、休息、以及正常工作[12]。1.1.2.3振动对精密仪器的影响地铁运行引发的微振动会降低精密仪器的加工精度。不同的仪器设备，针对不同的加工精度，容许振动的要求是不尽相同的。当外界振动超过了设备的容许振动要求，就会影响加工产品的光洁度、波纹度、或尺寸误差增大。相关实测结果表明，微振动会使设备的加工精度降低一至二级、以至于可能造成最终产品的不合格[13~15]。地铁运行引发的微振动还会会对精密仪器自身造成损伤破坏。精密仪器长期处于振动状态下，势必会导致设备及零部件因振动不断功能退化、老化、甚至引起设备提前破坏，影响设备的正常运转，甚至造成安全事故。陕西某机床厂的激光录磁仪，由于受到长期振动影响，造成磁头偏移，设备倾斜，最终无法使用。
第2章隔振理论基础与评价标准9第2章隔振理论基础与评价标准2.1隔振基本原理隔振可分为两类：一类将振源与基础隔离开来，防止或减少振源向周围传播，称为主动隔振或积极隔振；另一类将需要隔振的物体与振源隔离开来，防止或减少周围振动对物体的影响，称为被动隔振或消极隔振[77]。2.1.1主动隔振机械设备工作时，其运动部件会产生扰力。这样的扰力在机械系统上就会引起质量单元在平衡位置附近做往复运动，会使系统产生振动。若机械设备与基础之间不采用隔振措施，机械设备产生的荷载将直接作用在基础上，会对设备自身及周围环境产生较大影响。此类振动问题可归结为力输入-位移输出模型，其单质点主动隔振原理如图2-1所示。假设设备产生的动力荷载为简谐形式，0F(t)fsin(t)。式中：0f—动力设备产生荷载的振幅；—振动源频率，=2f，f为自然频率；t—时间。图2-1主动隔振原理图Fig.2-1Activevibrationisolationschematic
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京地铁列车运行引起建筑室内振动污染特征与评价[J]. 胡月琪,马秋月,马召辉,张虎,侯帅. 环境监测管理与技术. 2020(01)
[2]场地振动响应与地铁运行速度的变化特征分析[J]. 刘必灯,邬玉斌,宋瑞祥,何蕾,张婧. 中国环保产业. 2019(10)
[3]地铁车辆段咽喉区上盖建筑振动响应规律研究[J]. 何蕾,宋瑞祥,邬玉斌,吴琼. 中国环保产业. 2019(10)
[4]地铁环境振动评价标准及评价量探讨[J]. 龚平. 都市快轨交通. 2019(04)
[5]双振源激励下地铁车辆段上盖建筑物振动特性[J]. 冯青松,王子玉,刘全民,罗信伟,李纪阳. 交通运输工程学报. 2019(04)
[6]基于ANSYS的地铁列车运行对周围环境的振动分析[J]. 赵晗竹,隋杰英,李耀. 青岛理工大学学报. 2019(03)
[7]地铁列车荷载激励下综合交通枢纽车站站房结构的振动响应[J]. 雷晓燕,崔聪聪,张凌. 中国铁道科学. 2019(03)
[8]地铁运行引起建筑物振动的三维有限元分析[J]. 赵凯,王秋哲,毛昆明. 防灾减灾工程学报. 2019(02)
[9]地铁运营对沿线古建筑的振动影响分析与研究[J]. 崇金玲. 工程质量. 2019(01)
[10]交通振动对砌体古建筑影响分析的研究现状[J]. 夏倩,赵瑾,马蒙,李懿卿. 噪声与振动控制. 2018(06)
博士论文
[1]地铁—房建合建体系耦合动力学及振动控制技术研究[D]. 侯博文.北京交通大学 2016
[2]基于无限—周期结构理论的车轨耦合及隧道—地层振动响应分析模型研究[D]. 马龙祥.北京交通大学 2015
[3]橡胶隔震支座的刚度特征与隔震建筑的性能试验研究[D]. 曾德民.中国建筑科学研究院 2007
硕士论文
[1]地铁振动激励下两种结构形式的振动响应分析[D]. 罗权.华南理工大学 2018
[2]铅芯橡胶隔震液化天然气罐结构近场地震下的动力响应分析[D]. 尚润丹.西安建筑科技大学 2017
[3]地铁列车运行诱发的振动对环境的影响研究[D]. 魏龙.兰州交通大学 2016
[4]地铁振动激励下地面及地上建筑结构的响应研究[D]. 皇甫婵媛.华南理工大学 2014
[5]地铁运行引发周边建筑物振动响应特性研究[D]. 杨博.北京工业大学 2013
[6]地铁运行引起的振动对建筑结构的影响及隔振研究[D]. 吴景壮.华南理工大学 2013
[7]吊车荷载作用下地铁上盖物业振动舒适度和噪声研究[D]. 彭颖.武汉理工大学 2012
[8]地铁上盖物业的振动舒适度研究[D]. 赵娜.武汉理工大学 2012
[9]地铁运行诱发的建筑物振动及控制[D]. 聂晗.北京工业大学 2006
本文编号：3067060
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北京地铁2号线振动造成的壁画破坏
第1章绪论3图1-1北京地铁2号线振动造成的壁画破坏Fig.1-1MuraldamagecausedbyvibrationofBeijingSubwayLine2图1-2捷克古教堂因交通振动产生的裂缝Fig.1-2CracksinCzechchurchesduetotrafficvibration1.1.2.2振动对人体健康的影响生理上，相关研究表明，轨道交通引起的环境振动会直接对人体的神经系统、消化系统、心血管系统、内分泌系统、呼吸系统等造成危害或影响[10,11]。地铁振动主要以低频为主，而人体主要受低频振动影响强烈，当地铁引起的环境振动的频率与人体器官或组织的频率相近时，会产生共振现象。人体的某些器官及相邻的组织结构发生局部相对较大的振动，从而引起人体不舒适、工作效率较低或对组织器官造成伤害。对于民用建筑内的居民、工作者造成的影响主要为干扰其睡眠、休息、以及正常工作[12]。1.1.2.3振动对精密仪器的影响地铁运行引发的微振动会降低精密仪器的加工精度。不同的仪器设备，针对不同的加工精度，容许振动的要求是不尽相同的。当外界振动超过了设备的容许振动要求，就会影响加工产品的光洁度、波纹度、或尺寸误差增大。相关实测结果表明，微振动会使设备的加工精度降低一至二级、以至于可能造成最终产品的不合格[13~15]。地铁运行引发的微振动还会会对精密仪器自身造成损伤破坏。精密仪器长期处于振动状态下，势必会导致设备及零部件因振动不断功能退化、老化、甚至引起设备提前破坏，影响设备的正常运转，甚至造成安全事故。陕西某机床厂的激光录磁仪，由于受到长期振动影响，造成磁头偏移，设备倾斜，最终无法使用。
第2章隔振理论基础与评价标准9第2章隔振理论基础与评价标准2.1隔振基本原理隔振可分为两类：一类将振源与基础隔离开来，防止或减少振源向周围传播，称为主动隔振或积极隔振；另一类将需要隔振的物体与振源隔离开来，防止或减少周围振动对物体的影响，称为被动隔振或消极隔振[77]。2.1.1主动隔振机械设备工作时，其运动部件会产生扰力。这样的扰力在机械系统上就会引起质量单元在平衡位置附近做往复运动，会使系统产生振动。若机械设备与基础之间不采用隔振措施，机械设备产生的荷载将直接作用在基础上，会对设备自身及周围环境产生较大影响。此类振动问题可归结为力输入-位移输出模型，其单质点主动隔振原理如图2-1所示。假设设备产生的动力荷载为简谐形式，0F(t)fsin(t)。式中：0f—动力设备产生荷载的振幅；—振动源频率，=2f，f为自然频率；t—时间。图2-1主动隔振原理图Fig.2-1Activevibrationisolationschematic
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京地铁列车运行引起建筑室内振动污染特征与评价[J]. 胡月琪,马秋月,马召辉,张虎,侯帅. 环境监测管理与技术. 2020(01)
[2]场地振动响应与地铁运行速度的变化特征分析[J]. 刘必灯,邬玉斌,宋瑞祥,何蕾,张婧. 中国环保产业. 2019(10)
[3]地铁车辆段咽喉区上盖建筑振动响应规律研究[J]. 何蕾,宋瑞祥,邬玉斌,吴琼. 中国环保产业. 2019(10)
[4]地铁环境振动评价标准及评价量探讨[J]. 龚平. 都市快轨交通. 2019(04)
[5]双振源激励下地铁车辆段上盖建筑物振动特性[J]. 冯青松,王子玉,刘全民,罗信伟,李纪阳. 交通运输工程学报. 2019(04)
[6]基于ANSYS的地铁列车运行对周围环境的振动分析[J]. 赵晗竹,隋杰英,李耀. 青岛理工大学学报. 2019(03)
[7]地铁列车荷载激励下综合交通枢纽车站站房结构的振动响应[J]. 雷晓燕,崔聪聪,张凌. 中国铁道科学. 2019(03)
[8]地铁运行引起建筑物振动的三维有限元分析[J]. 赵凯,王秋哲,毛昆明. 防灾减灾工程学报. 2019(02)
[9]地铁运营对沿线古建筑的振动影响分析与研究[J]. 崇金玲. 工程质量. 2019(01)
[10]交通振动对砌体古建筑影响分析的研究现状[J]. 夏倩,赵瑾,马蒙,李懿卿. 噪声与振动控制. 2018(06)
博士论文
[1]地铁—房建合建体系耦合动力学及振动控制技术研究[D]. 侯博文.北京交通大学 2016
[2]基于无限—周期结构理论的车轨耦合及隧道—地层振动响应分析模型研究[D]. 马龙祥.北京交通大学 2015
[3]橡胶隔震支座的刚度特征与隔震建筑的性能试验研究[D]. 曾德民.中国建筑科学研究院 2007
硕士论文
[1]地铁振动激励下两种结构形式的振动响应分析[D]. 罗权.华南理工大学 2018
[2]铅芯橡胶隔震液化天然气罐结构近场地震下的动力响应分析[D]. 尚润丹.西安建筑科技大学 2017
[3]地铁列车运行诱发的振动对环境的影响研究[D]. 魏龙.兰州交通大学 2016
[4]地铁振动激励下地面及地上建筑结构的响应研究[D]. 皇甫婵媛.华南理工大学 2014
[5]地铁运行引发周边建筑物振动响应特性研究[D]. 杨博.北京工业大学 2013
[6]地铁运行引起的振动对建筑结构的影响及隔振研究[D]. 吴景壮.华南理工大学 2013
[7]吊车荷载作用下地铁上盖物业振动舒适度和噪声研究[D]. 彭颖.武汉理工大学 2012
[8]地铁上盖物业的振动舒适度研究[D]. 赵娜.武汉理工大学 2012
[9]地铁运行诱发的建筑物振动及控制[D]. 聂晗.北京工业大学 2006
本文编号：3067060
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