振动对建筑物的影响及其控制标准

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1、388《工程力学》增刊2002年振动对建筑物的影响及其控制标准曹艳梅夏禾(北方交通大学土木建筑工程学院,北京10044):、、,摘要机械爆破建筑施下和过往交通车辆等往往会引起建筑物的振动这些振动会严重影响建筑物的外观和结构女全性,同时还会对建筑物内生活和,。工作的人们造成身体的和心理的危害所以必须对建筑物的振动加以控制,,,、、本论文首先介绍简要了振动对建筑物的形响接着主要针对德国标准DIN4150英国标准BS7385美国日本法国、瑞士和比利时等国的有关建筑物振动的标准或规范进行了讨论和总结,不仅可为我国相关的设计和规划提供参,。考同时也对我国建筑物振动控制标

2、准的制定具有一定的借鉴意义关键:;;;词建筑物振动影响控制标准振动对建筑物的影响机械、爆破、建筑施工和过往交通车辆等往往会引起结构物的振动,这些振动通过周围地层(地下或,。地面)向外传播进一步诱发附近地下结构以及邻近建筑物(包括室内家具等)的二次振动和噪声如果,、,、建筑物的振动超过它所容许的振动阂值时通常会引起结构物的开裂脱落甚至会造成毁坏如墙壁裂缝涂料脱落、门窗的玻璃振裂等.尤其对于如爆破等强烈的振动,甚至会造成结构梁柱接头之间开裂,从而引起其抗震强度的降低。另外,随着城市规模的不断扩大,交通设施的不断建设,人们对生活环境的要求越来越高,由交通系统引起的临

3、近建筑物的振动也愈来愈受到重视。虽然交通引起的振动一般不会对建筑结构造成很大的破坏,但会对建筑物特别是一占旧建筑物的结构安全以及其中的居民和工作人员的工作和日。,:常生活产生了很大的影响例如在捷克繁忙的公路或轨道交通线附近的一些砖石结构的古建筑因车辆,、通过时引起的振动而产生裂缝(图l)其中布拉格哈斯特帕斯和霍索夫等地甚至发生了由于裂缝不断。,,扩大导致古教堂倒塌的恶性事件在北京西直门附近距铁路约100米处一座五层楼内的居民当列车通,,过时可感到室内有较强的振动门窗和家具的玻璃发出噪声一段时间后室内家具由于振动而发生了错位(图。,,。2)因此在交通线路的规划和

4、设计中振动对建筑物的影响成为一个必不可少的考虑因素振动对建筑物的影响不仅与振源的强度和建筑物的结构形式、基础类型、质量和刚度分布等自身特性有密切的,、。关系而且还受地基土壤条件建筑物距振源的距离等外部条件的影响所以对该问题的研究是一个综合,。因素的考虑目前己被国内外列为重要的科学研究课题图1捷克古教堂因交通振动产生的裂缝图2铁路附近室内家具因振动产生的错位基金项目:国家教委博士点基金项目(2:(BI8兀冷)以心阅407)中比国际合作项目L9.:曹艳梅1”,,作者简介(1979女北京北方交通大学土木建筑工程建学院硕士研究生《工程力学》增刊2002年3892建筑物

5、振动控制标准,建筑物的振动会严重影响它的外观和结构安全性同时还会对建筑物内的人们造成身体的和心理的危害,。所以研究与制定建筑物的振动控制标准就显得尤为重要美国、英国、德国、日本、法国等一些发达国家先后提出了对建筑物振动的控制标准,但是各国所制,,定的标准具有相当大的差异各种标准的取得是在某一具体的场地条件下针对特定的结构物进行实验取得。,的数据的基础上加以调整而制定的一种普适标准所以在对一些振动的实际观测中对其中某一标准而,,,。,言测得的物理量可能是在安全范围之内但对于其它标准来说它却可能在阂值之外另外控制标准“”,,中的破坏的认定取决于一个国家的社会经济发

6、展水平生活水平高的国家一般限制标准要严些例如在美,。英国家振动标准是以建筑物的外观破坏为限制的衡量建筑物所遭受到的影响常用的物理量为振动速度和振动频率。这是因为振动速度和振动频率与建,,筑物的破坏有着直接的关系它们能直接反映建筑物的破坏烈度以及结构物的振动响应时的能量大小在建筑物的振动中起着决定性的作用。所以,这些规范多是提出了建筑物振动速度和频率的限值。2.1德国对建筑物安全的振动控制标准。,德国标准DIN4150Partln是19%年颁布的该标准根据建筑物对振动的灵敏性将其分为三类(见表l)并对每类建筑物给出了振动速度上限对于卓越频率的函数曲线(见图3)。

7、经实践证明结构的破坏频率和程,度都与峰值振动速度PPV(ParticlePeak劝bration)有很强的相关关系所以该规范采用PPV作为建筑物表1德国DI’N4l50标准的建筑物分类}沪}阳一一尸尸州彭才}{类别编号对应建筑物}一州一尸{}}J⋯//}‘//.,.叫l工~一口」厂车间和工业建筑{{//{一;}{/丫上}2私人住宅或外形美观的住宅及类似,·}{-的建筑物⋯二)布二二二立二二3不能归入以I-.两类的敏感性建筑物一.一尸子‘~一一一一一一_~几二一~口口口.~一_(.zf(H)图3德国DIN415O建筑物安全振动标准。。3为D41P:安全的振动控制

8、标准图IN50artm中关于防止建筑物