地铁振动与建筑使用舒适度的研究与评价-结构工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU311.3 U.D.C:624 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH OF METRO VIBRATION ON BUILDING AND ITS APPLICATION FOR BUILDING COMFORT EVALUATION Candidate: Wang Shuaikun Supervisor: Prof. Xu Ying Deputy Supervisor: Asst.Prof. Wang Sixin Academic Degree Applied for: the Master Degree in Engineering Speciality: Structural Engineering Affiliation: Shenzhen Graduate School Date of Defence: June, 2013 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 -I- -I- 摘 要 城市地铁在给人们出行带来方便的同时，也会对周围的环境带来一些不 利的影响。地铁列车的振动会通过隧道和土体并最终传递到周边的建筑内， 对建筑物内人员的工作和生活的舒适性造成影响，甚至影响到人们的身心健 康。现今对地铁振动的研究有很多，但往往缺乏包括实测、模拟、理论相结 合的全方面的系统研究。本文采用实测数据与有限元模型相结合的方式对地 铁振动进行系统研究，并基于有限元模型不同参数的分析结果对地铁振动下 的建筑使用舒适度进行探索。主要工作包括： 对临近地铁站的益田大厦地下二层进行现场实测， 并对实测结果进行了 时域和频域分析，通过分析发现竖向振动响应要显著大于水平向振动响应， 且地铁振动响应的主要频率集中在 40~80Hz，随着离地铁中心线距离的增加 低频振动逐渐显现。 利用正 弦波 模拟 了地 铁列车 荷载 ，并 对益 田大厦 地下 室进 行 了 ANSYS 二维有限元建模，将模型计算结果与实测结果进行了对比分析，通过分析发 现两者在时域和频域的吻合度较好，说明了建模方法及 对地铁列车荷载的模 拟适用于地铁列车振动响应研究。 基于二维模型及地铁列车荷载模拟， 建立了典型结构下的三维有限元模 型，并分析了隧道埋深、土体性质、建筑形式、距地铁中心线的距离、基础 形式、楼层位置六种不同参数下地铁振动的响应变化 。分析发现对地铁振动 的衰减作用从大到小依次为距地铁中心线的距离、土体性质和隧道埋深，而 结构的楼层位置、建筑形式、基础形式对地铁振动的影响不 大。 对绿色建筑存在的问题进行了讨论，并利用敏感度理论对地铁振动 进行 了预测和量化评估，以此作为地铁振动舒适度的评价，并 对绿色建筑规范在 环境振动方面的要求提出补充和建议。 关键词：地铁振动；舒适度；有限单元法；敏感度；绿色建筑 -II- -II- Abstract City subway not only take traveling convenience to people, but also give the surrounding environment some adverse effects. Subway vibrations will eventually passed to the neighboring building through the tunnel and the soil ,and effect in the comfort of humans in the building , even peoples healthy. There are lots of research about the subway vibration now, while most of them doesn’t contact both measurement, modeling and theories. This thesis will combine the measured data and the finite element models to research the subway vibration overall ,and explore the degree of comfort of construction by different parameters of the model based on finite element analysis results. Its mai