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《高层建筑打桩对周围建筑物的振动影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、高层建筑打桩对周围建筑物的振动影响朱伯龙余安东赵玉样同济大学工程结构研究所,,提要在城市改建中高层建筑打桩对周围建筑的影响是一个很普遍的向题过去往往从墓础工程方面加以处理而对结构物的位移、应力等缺乏定量的。了解本文运用不均匀加速度场的,,,概念分析了打桩振动与地震动的区别对结构物进行了打桩时程反应分析取得了结构反应量,,的定量结果并经实测结果证明本文的计算方法是可行的为今后解决同类问题开辟了一条新的。途径、一卫J~-目`一~曰.一前「刁促使我们研究这一向题是由于受,日本大林组的委托对上海花园饭店进行技术咨询问题。的核心是该饭店34层主楼打桩施工时对附近4号楼的影响如何4号楼(图1)是由美
2、国辛普勒克斯公司设计建造的薄壁型钢结构六层建筑物,其外墙与花园饭店最近一排桩的距离只有11.6m(见图2)。.红J认1尸冬楼1川掀讥毖筒化月囚阵一><<.圃)<)《圃巫董罗火巨<…圃店卜支}>芍圃巫业少少<}>司用少乃丝图2日本大林组在上海类似的地基条件与相同的桩基情况下测得打桩时距桩位10m处的地面3所示,同时也给出了加速度随离桩位距离增加而衰减的规律加速度时程曲线如图(图。4)::本文进行了下列工作(l)选择力学计算模型(2)4号楼在实际打桩情况下的实。;;测结果(3)理论计算分析(4)打桩反应谱计算方法图4二、通过算例选择计算模型(一)采用不均匀加速度场打桩振动与地震动的重要区别是
3、,对一幢平面尺度不太大的建筑物而言,地震地面加速度可以看作是一个均匀场,而打桩时由于振动加速度的迅速衰减,输入建筑物的地面加速度。,应当是一个不均匀场从能量的观点看打桩引起的振动传递给建筑结构的能量比具有同样加速度峰值的地震小得多。打桩形成一个点振《源,根据衰减曲线,不难求得结构物各桩脚输赵酬,渊人的加速度矢量这些矢量总合起来形成了一个点振源作用下的不均匀加速度场。由于按三维空间模式计算4号楼反应时杆,件较多所以我们选择结构形式接近于4号楼、。,但层数开间数较少的图5作为一个算例如在建筑物中部附近打桩其不均匀加速度场如,,,,圈6所示这里我们作了工程上实用的假定即从点振源出发各个方向均符
4、合衰减规律。,因此形成了各桩脚处不同方向与大小的加速度矢量若在建筑物左端附近打桩其不均匀加。速度如图7所示,};{J乓子广代,「一一尸一卢/一一一一一/}尸—一月一{一}.打桩点·抓桩点图6图7一,,本文采用有限单元方法将实际结构离散化为空间杆系结构其运动方程可表达为几I〕{}++Y=一Y。[}仁C]{Y}〔K〕(}[M〕{}」们,采用堆聚质量而成;式中[质量矩阵[C]—阻尼矩阵,;采用瑞利阻尼假定—;〔K〕刚度矩阵、、、、{Y}{Y}{y}—节点的加速度向量速度向量位移向量;。—,、{Y}地面输入的加速度向量它由每一桩脚产生的大小方向均不相—,。同与地震时地面加速度不同,,son一。
5、在本文中我们采用子空间迭代法求解特征值问题用Wil0法求结构反应(二)按三维空间力学模型计算,按图5为例的计算简图算得前5阶自:振周期如表1所示表l26:`2:{}…众濡..周期T(s)fo561]0512………在建筑物中部附近打桩,以不均匀加速度水平分量输人结构进行弹性动力反应计算,得,,到建筑物左端和右端的顶部水平位移反应时程曲线如图8所示因为结构不对称而且楼画,,。刚度很大考虑了扭转因而两端的位移反应有所不同图9是以不均匀,加速度竖向分量输入结构进行弹性动力反应计算得到的建筑物左端和。右端顶部竖向位移反应的时程曲线叼.米之><)><卜之图10(三)按平面模型计算考虑到,,。人们感兴
6、趣的是最大反应为了简化算例也可采用平面模型如图10所示为了,,:进行比较输人了三种不同的地面运动加速度(水平分量和竖向分量)三种方案为.1采用加速度最大的一片框架进行计算;.2各排柱输入值平均;3.取方案1的最大加速度值作为平面框架各柱脚的输人(不考虑衰减)。。空间与平面模型顶部位移反应最大值如表2所示由表2可见,以平面模型的方案2输入,即取每排柱加速度分量的平均值输人平而模卫的相应柱脚与按空间模型,(中部打桩)计算结果很接近水平位移与竖向位移的误差分别勺,。为3%和5写而共他输入方案就差得多表况一理暴案奥))…孤…赢…忍要从…瓶。一。一」。一…。一…)…·。`·。…。·’。`。·。三、
7、号楼现场实测结果.,,x花园饭店是一幢层高的建筑主楼采用价6096n钢管桩由三节13m长的钢管焊.,,测点布置表3接而成并送入地下54m共打入地下45m~。一一-左右我们实测r三根桩打桩时4号楼的动力竺生遭二竺-鱼一业二竺一竺.,一,14…反应桩距号楼外墙11sm桩2距4号侧点】位置方向}侧点}位置方向,。楼外墙13m桩3距4号楼外墙16m屋顶中间垂直屋顶中间垂直我们主要测试了4号楼的屋顶与底层的加屋顶中间水平屋顶中间水平,,屋顶边
