路面交通如何測試古建筑震動(dòng)

　　對古建筑在路面交通影響下的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了現(xiàn)場測量和數(shù)值模擬。首先，現(xiàn)場測量結(jié)構(gòu)的振動(dòng)速度和加速度響應(yīng)，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)模型在測量數(shù)據(jù)輸入下的振動(dòng)響應(yīng)。最后分析了交通條件對古建筑的影響，接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀建筑論文。

　　1概述

　　交通振動(dòng)是指因交通車輛引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)通過周圍的介質(zhì)向外傳播，從而誘發(fā)附近建筑物(包括室內(nèi)設(shè)備，精密儀器，家具等)二次振動(dòng)和噪聲，并造成建筑物地基下沉，墻體開裂。近年來，隨著我國的交通量持續(xù)增長，交通振動(dòng)對古建筑的影響顯得日益突出[1]，因此，有必要根據(jù)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范對古建筑進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)測試和相關(guān)分析，進(jìn)一步保護(hù)古建筑。孫獻(xiàn)倫[2]研究了一座四層的磚木結(jié)構(gòu)在不同車速下的典型車輛荷載激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng);李宇東[3]對地鐵列車及路面交通引起木結(jié)構(gòu)古建筑微振動(dòng)進(jìn)行了預(yù)測研究;李克飛[4]研究了古建筑在既有地鐵交通和路面交通作用下的振動(dòng)響應(yīng)及其結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的傳播規(guī)律;孟昭博[5]建立了多輛車并行時(shí)環(huán)形道路交通引起的地面振動(dòng)衰減實(shí)用計(jì)算公式。本文對一古建筑在路面交通作用下的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了現(xiàn)場測試和有限元模型的計(jì)算分析。依據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》(GB10070-1988)[6]對建筑各層樓面振動(dòng)速度及底層、室外靠近路面一側(cè)的加速度響應(yīng)進(jìn)行了現(xiàn)場測試，隨后建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型對其進(jìn)行模態(tài)分析和動(dòng)力響應(yīng)分析，根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果和計(jì)算結(jié)果分析了現(xiàn)況交通振動(dòng)及路況改變后對結(jié)構(gòu)的影響。

　　2古建筑概況

　　該建筑為三層券拱的西式建筑，混合結(jié)構(gòu)，屬于全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位，具有重大的歷史價(jià)值、科學(xué)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值。結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如圖1所示，經(jīng)過現(xiàn)場勘察，個(gè)別處可見輕微裂縫，未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。由于該建筑臨近繁忙的交通路線，為確定交通振動(dòng)作用下對結(jié)構(gòu)影響，對該文物進(jìn)行現(xiàn)場振動(dòng)測試，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。依據(jù)《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》GB/T50452-2008[7]，古建筑容許振動(dòng)限值應(yīng)符合表1的規(guī)定。

　　3現(xiàn)場振動(dòng)測試

　　測試系統(tǒng)采用丹麥B&K公司PULSE系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)的二層、三層樓面各布置了2個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)布置見圖2，現(xiàn)場測試如圖3所示。為模擬交通路況改變對結(jié)構(gòu)的影響，對結(jié)構(gòu)底層水平向和豎向加速度進(jìn)行了現(xiàn)場測試，采用記錄到的加速度數(shù)據(jù)作為結(jié)構(gòu)模型的輸入，對結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算分析。對二層、三層樓面A和B測點(diǎn)共進(jìn)行了5次測試，其速度測試結(jié)果如表2所示，三層A測點(diǎn)的頻譜曲線如圖4所示。現(xiàn)場測量二層、三層速度振動(dòng)幅值滿足《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》(GBT50452-2008)限值0.15mm/s要求;車輛通過時(shí)對結(jié)構(gòu)振動(dòng)有較大影響，此時(shí)三層樓面的速度幅值在0.038~0.069mm/s;現(xiàn)場測試的水平振動(dòng)主要在3Hz~15Hz頻率范圍，為低頻振動(dòng)為主。

　　4結(jié)構(gòu)模型計(jì)算分析

　　采用SAP2000軟件建立的有限元模型如圖5所示。結(jié)構(gòu)X向1階頻率為3.25Hz(見圖6)，Y向1階頻率為4.20Hz。結(jié)構(gòu)振動(dòng)速度幅值分析結(jié)果見表3。在現(xiàn)交通條件下，三層結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值滿足規(guī)范限值0.15mm/s的要求，頂層結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值接近限值0.15mm/s;結(jié)構(gòu)X、Y向一階頻在3.25~4.20Hz，與車輛通過測試的一階頻率接近，是結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值較大的原因。

　　5結(jié)束語

　　通過對一古建筑結(jié)構(gòu)在交通振動(dòng)作用下的現(xiàn)場測試和有限元模型的計(jì)算，結(jié)果表明，車輛通過時(shí)對結(jié)構(gòu)振動(dòng)有較大影響，三層結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值滿足規(guī)范限值0.15mm/s的要求，而頂層結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值接近規(guī)范限值0.15mm/s;路面交通引起古建筑水平向振動(dòng)主要在3~15Hz范圍內(nèi)，以低頻振動(dòng)為主;豎向振動(dòng)第一階頻率約為8Hz，振動(dòng)豎向幅值較水平幅值大;該古建筑結(jié)構(gòu)X、Y向一階頻率在3.25~4.20Hz，與汽車通過測試的一階頻率接近，是結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值較大的原因。

　　閱讀期刊：交通標(biāo)準(zhǔn)化

　　《交通標(biāo)準(zhǔn)化》(半月刊)創(chuàng)刊于1973年，是交通運(yùn)輸部主管，交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院主辦，國內(nèi)外發(fā)行的科技期刊;是交通系統(tǒng)唯一以將標(biāo)準(zhǔn)化理念與質(zhì)量和市場融為一體為主旨的專業(yè)化刊物。榮獲1987年榮獲全國標(biāo)準(zhǔn)化期刊三等獎(jiǎng)、中文核心期刊(1992)