地铁振动激励下地面及地上建筑结构的响应研究

作     者：皇甫婵媛 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：凌育洪

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：地铁振动 实测 框架结构 传播规律 参数分析 

摘      要：伴随着社会经济的飞速发展,城市的规模越来越大,城市地铁的发展也越来越快,地铁运行引起的振动对地面及地上建筑结构的影响问题越来越受到人们的重视,开展针对地铁振动激励下地上建筑结构的响应研究已经十分必要。 本文研究服务于华南理工大学亚热带建筑科学国家重点试验室地铁引起的振动对不同类型结构的影响研究这一课题,主要研究地铁对沿线框架结构的影响。对广州地铁三号线穿过的华南理工大学国家科技园1号楼与2号楼区间内地铁引起地面振动、华南理工大学国家科技园1号楼、东一区东一集四号、十六号、二十一号楼的振动响应进行实测,并借助有限元软件SAP2000建立华南理工大学国家科技园1号楼、东一区东一集十六号、二十一号楼的三维模型,结合现场实测数据进行研究。本文主要进行以下几个方面的研究： (1)根据地面振动实测数据,分析得到地铁运行在地面的传播规律;将实测数据转换为傅里叶谱进行频谱分析,得到地铁振动的频率组成与在各频段的分布情况,为今后进行地铁沿线隔震的研究提供了参考依据;根据规范将振动加速度换算为振动加速度级并与限值进行比较,得到地铁沿线地面的振动水平。 (2)对华南理工大学国家科技园1号楼、华南理工大学东一区东一集四号楼、十六号楼、二十一号楼进行竖向振动的实测,并建立了华南理工大学国家科技园1号楼、华南理工大学东一区东一集十六号楼、二十一号楼的有限元模型进行仿真分析。通过实测与数值分析得到了地铁振动在框架结构中的传播规律与振动响应特性,并得到地铁沿线建筑结构的振动水平。 (3)通过改变框架结构的各项参数,对比分析计算结果,得到了梁截面、柱截面、板厚、楼层层数与层高的改变对建筑结构地铁振动响应的影响,并对地铁沿线建筑结构的设计提出建议。