对古建筑在路面交通影响下的振动响应进行了现场测量和数值模拟。首先,现场测量结构的振动速度和加速度响应,然后计算结构模型在测量数据输入下的振动响应。最后分析了交通条件对古建筑的影响,接下来小编简单介绍一篇优秀建筑论文。
1概述
交通振动是指因交通车辆引起的结构振动通过周围的介质向外传播,从而诱发附近建筑物(包括室内设备,精密仪器,家具等)二次振动和噪声,并造成建筑物地基下沉,墙体开裂。近年来,随着我国的交通量持续增长,交通振动对古建筑的影响显得日益突出[1],因此,有必要根据振动技术规范对古建筑进行振动响应测试和相关分析,进一步保护古建筑。孙献伦[2]研究了一座四层的砖木结构在不同车速下的典型车辆荷载激励下的振动响应;李宇东[3]对地铁列车及路面交通引起木结构古建筑微振动进行了预测研究;李克飞[4]研究了古建筑在既有地铁交通和路面交通作用下的振动响应及其结构振动响应的传播规律;孟昭博[5]建立了多辆车并行时环形道路交通引起的地面振动衰减实用计算公式。本文对一古建筑在路面交通作用下的振动响应进行了现场测试和有限元模型的计算分析。依据《城市区域环境振动标准》(GB10070-1988)[6]对建筑各层楼面振动速度及底层、室外靠近路面一侧的加速度响应进行了现场测试,随后建立结构动力模型对其进行模态分析和动力响应分析,根据现场测试结果和计算结果分析了现况交通振动及路况改变后对结构的影响。
2古建筑概况
该建筑为三层券拱的西式建筑,混合结构,属于全国重点文物保护单位,具有重大的历史价值、科学价值、社会价值。结构现状如图1所示,经过现场勘察,个别处可见轻微裂缝,未发现结构性裂缝。由于该建筑临近繁忙的交通路线,为确定交通振动作用下对结构影响,对该文物进行现场振动测试,并进行结构分析。依据《古建筑防工业振动技术规范》GB/T50452-2008[7],古建筑容许振动限值应符合表1的规定。
3现场振动测试
测试系统采用丹麦B&K公司PULSE系统,在结构的二层、三层楼面各布置了2个测点,测点布置见图2,现场测试如图3所示。为模拟交通路况改变对结构的影响,对结构底层水平向和竖向加速度进行了现场测试,采用记录到的加速度数据作为结构模型的输入,对结构模型进行计算分析。对二层、三层楼面A和B测点共进行了5次测试,其速度测试结果如表2所示,三层A测点的频谱曲线如图4所示。现场测量二层、三层速度振动幅值满足《古建筑防工业振动技术规范》(GBT50452-2008)限值0.15mm/s要求;车辆通过时对结构振动有较大影响,此时三层楼面的速度幅值在0.038~0.069mm/s;现场测试的水平振动主要在3Hz~15Hz频率范围,为低频振动为主。
4结构模型计算分析
采用SAP2000软件建立的有限元模型如图5所示。结构X向1阶频率为3.25Hz(见图6),Y向1阶频率为4.20Hz。结构振动速度幅值分析结果见表3。在现交通条件下,三层结构振动幅值满足规范限值0.15mm/s的要求,顶层结构振动幅值接近限值0.15mm/s;结构X、Y向一阶频在3.25~4.20Hz,与车辆通过测试的一阶频率接近,是结构振动幅值较大的原因。
5结束语
通过对一古建筑结构在交通振动作用下的现场测试和有限元模型的计算,结果表明,车辆通过时对结构振动有较大影响,三层结构振动幅值满足规范限值0.15mm/s的要求,而顶层结构振动幅值接近规范限值0.15mm/s;路面交通引起古建筑水平向振动主要在3~15Hz范围内,以低频振动为主;竖向振动第一阶频率约为8Hz,振动竖向幅值较水平幅值大;该古建筑结构X、Y向一阶频率在3.25~4.20Hz,与汽车通过测试的一阶频率接近,是结构振动幅值较大的原因。
阅读期刊:交通标准化
《交通标准化》(半月刊)创刊于1973年,是交通运输部主管,交通运输部科学研究院主办,国内外发行的科技期刊;是交通系统唯一以将标准化理念与质量和市场融为一体为主旨的专业化刊物。荣获1987年荣获全国标准化期刊三等奖、中文核心期刊(1992)