地铁振动对七层框架办公楼的影响及隔振方法

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近些年,由于的地铁迅猛发展导致围绕着地铁线路的住宅越来越密集,而地铁列车运营诱发的振动经土层传播后所导致的环境振动问题越来越突出,进行地铁线路周边建筑对振动的响应研究以及减、隔振方法的效果分析显得十分必要。本文的研究对象是一栋七层的框架结构办公楼,主要从地铁运行引起的振动荷载模拟、振动衰减特征、空沟以及地下连续墙的隔振效果几个方面进行研究。主要研究内容如下:1.确定土体尺寸、选用自由场边界以及确定有限元单元大小后,采用MIDAS GTS NX有限元分析软件建立隧道—土层—建筑结构的三维有限元模型进行模态分析并得出前十阶振型的特征周期。2.采用移动轮载法和激振力函数法分别模拟地铁运行引起的振动荷载,分析在两种荷载分别作用下同一节点的加速度响应在时域和频域的特征后得出,移动轮载法模拟得出的荷载与实际振动有一定差距,而激振力函数法模拟所得荷载与实际振动较为贴合。3.研究地铁运行引发的振动在土层和建筑结构中的传播和衰减规律并分别在时域和频域范围分析关键节点的振动响应情况得出,在跨越不同土层时,由于P波和S波的散射作用增大了R波会导致不同土层间振动响应增大,振动由土层传至建筑时会迅速衰减,振动的衰减在水平方向上快于竖直方向。4.结合瑞利波波长,使用空沟和地下连续墙两种方式进行隔振研究,在时域和频域下研究两种隔振方法的效果,空沟隔振对建筑竖向振动的削弱效果在20%左右,而对建筑水平向的振动削弱效果在10%左右,竖向隔振效果强于水平向且对低频振动的阻隔效果强于高频振动;而地下连续墙对建筑水平向和竖向振动的削弱效果均在3%左右,但对建筑的振动放大区间抑制效应明显强于隔振空沟,对低频和中高频振动的阻隔效果强于中频振动。
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