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淺談環(huán)境振動對建筑的影響與減振措施

  
評論: 更新日期:2014年03月06日

??????? 建筑結構在動力荷載作用下, 地基承載力隨著振動加速度的增大而減小,同時土體的粘聚力和內磨擦會減小, 引起土體顆粒的移位和增密, 當?shù)叵滤惠^高時, 不但振動傳遞的影響范圍擴大, 還可能造成粉砂層地基的局部液化, 從而造成建筑的設備基礎及附近建筑基礎產(chǎn)生不均勻沉降, 引起建筑物的開裂甚至傾覆。
??????? 3、降低振動對建筑物危害的措施
??????? 有效控制環(huán)境振動對建筑結構以及居民的負面影響,通常可以從震源,傳播途徑和建筑結構自身三個方面入手。下面分述如下:
??????? 3.1控制震源:在條件允許的情況下,最好是從振源入手,盡量避免機械振動引起環(huán)境振動,這是從根源解決問題,最為有效。
??????? 主要有四種思路:
??????? 3.1.1從設備本身入手,改進設備構造,減輕設備自身的振動,這種方法技術要求高,比較難實現(xiàn);
??????? 3.1.2采取隔振措施,用隔振器將振動的機械與基礎隔離,阻止機械振動傳到基礎。
??????? 3.1.3對于多臺設備同時工作的情況,在不影響工藝的前提下,可以通過合理布置機械的彈性支座,或者設備的方向,盡量避免共振的發(fā)生,從而減輕機械振動對環(huán)境的影響。
??????? 3.1.4振子減振,在振動的設備上加設振子,振動時,陣子對設備形成反方向的激振力,從而達到減振目的。從理論上講,完全可以使設備處于無振動狀態(tài),但振子的安裝比較復雜,往往受設備及空間環(huán)境的限制,有時難以實施。
??????? 3.2從阻斷傳播途徑出發(fā):如果無法有效控制振源,比如工廠設備無力或無法改造的情況,城市交通引起的振動問題,可以從傳播途徑入手,采取在震源和建筑之間挖隔震溝的措施。
??????? 隔振溝是消耗波動能量的較好方法之一,它不需要對建筑結構做任何改動,也不需對產(chǎn)生“振源”的工業(yè)機械停廠改造,唯一的工程就是在震源與建筑物間挖一條具有一定深度的溝,并在溝中填充松散軟介質。當應力波傳至隔振溝時,由于斷層剛度小,應力波大部分能量被吸收或反射,能起到較好的隔振效果。然而,隔振溝并不是對所有振源都具有很好的耗能效果,人們在研究中發(fā)現(xiàn),對于高頻的應力波,隔振溝效果很好,而對于低頻應力波,隔振溝效果并不理想。
??????? 3.3、加強結構自身抗震:從結構自身出發(fā)的主要思路是將結構的動力特性改變,盡量避開環(huán)境振動的主頻率。
??????? 改變結構自身的動力特性通常有以下幾種方法:
??????? 3.3.1基礎隔震。基礎隔震是在基礎和地面間設置橡膠墊,把建筑的振動周期增加到2s左右,避開環(huán)境振動頻率,達到減振的目的。這種方法適用于新建建筑,用于已有建筑加固也有不少成功的例子,但費用較高,通常只用于重要的已有建筑加固;
??????? 3.3.2增加建筑質量(加層或建造屋頂花園),加層或建造屋頂花園可以顯著改變結構的自振頻率,屋頂花園還可以作成tmd來吸收振動能量,這種方法要求結構基礎具有足夠的承載能力,對基礎本身比較薄弱的結構不適用[29];3)加固基礎或構件增加建筑剛度。通過加固基礎或構件增加結構的剛度也可以改變結構的頻率,且施工方法靈活簡便,比如,簡單的基礎注漿,澆注混凝土地坪與原基礎相連,加大構件截面,在問題建筑旁新建小型結構并與之相連,等等。
??????? 4.結束語
??????? 隨著現(xiàn)在工業(yè)和交通等的不斷發(fā)展,由此引起的環(huán)境振動越來越嚴重,各相關部門應予以足夠的重視。環(huán)境振動引起的建筑振動在理論上有許多工作要做,在實際工程應用方面也有廣泛的需求。環(huán)境振動引起建筑振動的防治對策,對提高環(huán)境質量、降低振動水平、提高居民生活質量、保證建筑物安全具有重要的實際意義,能夠帶來一定的社會效益。
??????? [參考文獻]:
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