地铁运行所致成都博物馆振动全过程性能化分析

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随着我国地铁交通的快速发展,地铁所致振动与环境保护需求之间的矛盾日益突出,故地铁所致环境振动控制也成为地铁发展亟待解决的关键技术问题。成都地铁2号线从成都博物馆下方穿行,列车通过及启动引起的振动通过周围地层传播,经建筑物基础传至博物馆楼层,使结构产生较大的振动,对博物馆建筑物的性能产生不利影响。本文以成都博物馆为背景,研究成都地铁2号线列车运行所致振动对成都博物馆建筑物的性能影响。主要研究内容包括:1.首先从基本理论入手,研究了地铁所致振动的原理,包括振动在振源处的产生原理、振动波在土体介质中的传播特性及其引起建筑物的振动行为;2.对地铁激励下博物馆建筑物的振动响应进行了现场实测,测量地铁附近地面以及建筑物各楼层的振动加速度响应。通过对现场实测数据进行三分之一倍频程分析,得到地铁所致振动在附近场地的传播规律及其引起的博物馆建筑物振动特性;3.结合相关参数建立“隧道—周围土体—建筑物底板—上部结构”振动传递全过程有限元模型,通过数值模拟的方法对地铁所致博物馆建筑物振动进行仿真分析,计算博物馆建筑物的振动响应,结合相关振动控制标准对计算结果进行评价,同时与实测结果对比,定量分析建筑物的振动性能;4.成都博物馆工程为解决高烈度区的防震问题,在基础上设置了隔震支座;北侧为避让地铁设置跨度达33m的悬挑结构,托起地上五层结构。通过对三种不同工况的数值计算,比较博物馆靠近隧道侧设置跨度33m悬挑区和底层设置基础隔震支座对建筑物的减隔振贡献。结果表明:博物馆建筑物地上及地下部分的振级和竖、横向加速度峰值与实测结果接近且均满足相关振动控制标准;在博物馆靠近隧道侧设置跨度33m的悬挑结构增加了振动传播路径并带来良好的减振效果,而设置基础隔震支座对隔离博物馆交通振动的效果并不明显。
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