地铁列车荷载作用下超高层建筑的动力响应研究-土木工程专业论文.docxVIP

Vibrations of Super High-Rise Building Induced by Running Trains A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Civil Engineering By Yu Bingbing Supervised by Prof. Li Zhengliang Major: Civil Engineering College of Civil Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 2011 中文摘要 中文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE IV 摘 要 随着城市轨道交通的发展，列车行驶线路离人们的居住环境越来越近，其运 行时所引起的周围地面及建筑物的振动对人们的身体健康和工作环境、建筑物的 安全及精密仪器的使用造成的影响也越来越严重。目前，学者们对列车荷载作用 下自由场地、多层及高层建筑的振动已经做了大量研究，但是针对超高层建筑的 研究相对较少。本文采用数值分析的方法，较系统的分析了地铁列车荷载作用下 超高层建筑的振动特性及影响因素。主要研究内容及结论包括： (1) 采用列车—轨道—路基解析分析模型求解了列车荷载引起的路基上的荷 载力。该模型考虑了轨道不平顺对列车荷载的影响，并通过引入车轮和轨道柔度 系数来求解轮轨接触力。 (2) 建立了三维建筑物—场地土—振动传播路径模型。采用粘弹性人工边界来 实现场地有限地基的模拟，划分有限元模型网格时考虑了网格范围和尺寸对波传 播的影响。 (3) 分析了列车荷载作用下超高层建筑的振动规律及列车速度、隧道埋深、场 地土性质及建筑物刚度对楼层振动的影响。分析结果表明：从超高层建筑的整体 振动情况来说：不同类型的场地土上，随着楼层的增高，楼层振动加速度峰值均 不断增大，但是不同场地条件下建筑物加速度峰值随楼层变化曲线的光滑程度不 同；列车速度越大，楼层振动加速度峰值越大；硬土场地上的建筑振动比软土场 地上的建筑振动大；隧道越深，楼层振动加速度峰值越小；建筑物梁刚度越大， 楼层振动加速度峰值越小。 (4) 针对冉家坝广场 3#楼的振动环境进行了评估：单列地铁经过时，3#楼的振 动对居民不会造成较大的影响，是适合居住的建筑，但是该楼内不适合使用精密 仪器，需要采取适当的减振措施。 关键词：轨道交通，数值分析，列车振动荷载，振动响应，环境评估 英文摘要 英文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT With the development of urban railway system, the lines of the train are becoming more and more close with the living environment, and have much more influence on surroundings. Because of close to subway, many real estate prices glided day by day. Now, environment vibration problems caused by trains have attracted great attention of many researchers. With the method of numerical analysis, this paper research the vibrations of super high-rise building which is caused by running trains systematically. The main contents are: Used the analytical model of train-track-subsoil to obtain the load on the subsoil. This model had considered the influence of rail irregularities, introduced the flexibility coefficient of wheel and rail. Established the finite element model of building- subsoil-propagation