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随着城市化进程的不断加快,城市的交通拥堵问题也日趋严重。作为解决大城市交通问题的重要手段,轨道交通得到快速的发展,而由列车振动诱发的环境振动地铁诱发的环境振动极其防治问题成为一个重要研究问题。随着汶川、玉树强烈地震的发生,伴随着大量人员伤亡和财产损失同时,一个重要的课题在国家高度被提出来,这就是提高校舍抗震设防等级,全面开展校舍的抗震鉴定、加固工程。本文阐述了国内外在这两方面有关的研究成果,并开展这两方面的研究工作,主要取得了如下几个方面的成果。
1.通过测试及模型分析结果表明,列车诱发环境振动的不同频率成分的衰减快慢是有差别的,高频的衰减较快,低频衰减相对较慢,所以近轨道区域的振动主要由高频控制,而对远轨道区造成影响的主要是低频的振动;在列车诱发环境振动中,竖向振动占主导地位,而水平振动相对较小。
2.基于2.5维有限元法在处理列车诱发环境振动具有一定的优势,通过二维有限的扩展可以得到三维空间的分析结果。本文通过引入实体粘弹性边界单元和列车轨道等效实体单元,提高了2.5维有限元分析模型的模拟精度,简化程序的构建,使程序的开发更为规范和简便。利用ANSYS的二次开发,实现该模块在大型软件的内嵌,方便了程序应用,提高了程序分析效率。
3.通过对现有中小学校舍的抗震质量的调查,提出了校舍在抗震性能方面存在的复杂问题和加固措施;基于现有规范在结构抗震鉴定、加固方面的不足,根据在结构性能设计方面的成果,通过设定结构的加固设计基准期,利用对设计地震动参数的修正,来达到满足结构加固设计基准期抗震安全的效果。
4.在全面的分析了现有结构加固方法在施工、质量以及经济方面的问题的基础上,将现有的科技成果耗能器应用于校舍加固工程上。耗能器加固措施的应用可以在不提高原有结构抗震构造措施的基础上,大幅提高校舍建筑结构的抗震能力,使结构体系在加固设计基准期满足抗震概率安全;同时该措施的应用可以降低施工工程量,缩短工期,并减少加固对建筑墙面的影响。