《地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測方法研究》是針對地鐵車輛段上蓋建筑振動影響的著作。全書共7章,涵蓋了地鐵車輛段的振動測試技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)及振動傳遞特性研究。
《地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測方法研究》除對傳統(tǒng)的振動測試和數(shù)值計算進行介紹之外,還從波的傳播角度出發(fā),分別從構(gòu)件和結(jié)構(gòu)層面對傳統(tǒng)數(shù)值計算方法進行改進,為上蓋建筑振動計算問題提供新的思路。
此外,《地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測方法研究》還對上蓋建筑振動傳遞規(guī)律的影響因素進行了探討。
《地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測方法研究》結(jié)合實際工程,引入振動測試技術(shù)的介紹;從基本理論推導(dǎo)入手,引入數(shù)值計算方法的研究,可作為軌道交通減振降噪方向研究生和科研人員的參考書。
地鐵車輛段上蓋開發(fā)是近年來軌道交通建設(shè)者和研究人員所關(guān)注的熱點問題,這種新的建筑結(jié)構(gòu)型式將會帶來一些新的環(huán)境振動與噪聲問題。本書介紹了地鐵車輛段上蓋建筑與普通鄰線建筑在振動問題上的不同表現(xiàn)形式,并針對地鐵車輛段振動測試、數(shù)值模擬計算和振動傳遞特性分析進行了詳細的介紹。其中,關(guān)于車輛段上蓋建筑的數(shù)值模擬計算問題,本書從波的傳播角度出發(fā),分別從構(gòu)件和結(jié)構(gòu)層面進行結(jié)構(gòu)計算,為結(jié)構(gòu)振動計算提供了一種新思路。
本書具有以下特點:
(1) 從振源、傳播路徑、排放標(biāo)準、減振降噪措施的落實等角度,分析了車輛段上蓋建筑所面臨的新的環(huán)境振動與噪聲問題;
。2)完整地介紹了地鐵車輛段平臺的測試技術(shù),以及采用傳統(tǒng)有限元計算方法的車輛段上蓋數(shù)值模擬技術(shù);
。3) 以波的傳播理論為基礎(chǔ),采用譜單元法建立包含構(gòu)件動力學(xué)特性的梁柱單元和板單元對梁、板、柱構(gòu)件進行數(shù)值模擬,減輕了傳統(tǒng)有限元法對單元網(wǎng)格密度的依賴;
。4) 將上蓋建筑視為沿高度方向具有周期性的結(jié)構(gòu),將整體建筑結(jié)構(gòu)的自由度縮減至單層胞元內(nèi),提高了建筑結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)模型的計算效率;
。5) 對大量框架式上蓋建筑簡化結(jié)構(gòu)進行振動計算,并對其振動傳遞規(guī)律進行研究,以此針對目前研究中建筑物振動傳遞規(guī)律所存在的差異給出普適性解釋。
作者所在團隊在軌道交通引起的環(huán)境振動預(yù)測、評估與控制方面開展了一系列現(xiàn)場測試、數(shù)值模擬、理論計算等研究;同時,研究團隊還與比利時魯汶大學(xué)、英國南安普頓大學(xué)等進行了學(xué)術(shù)交流,在軌道交通對環(huán)境振動影響的研究上積累了大量的經(jīng)驗。團隊研究方向涉及振源特性與模擬、振動傳播規(guī)律與預(yù)測評價、振動測試技術(shù)與減振措施等幾個方面,并在振源及傳播路徑環(huán)節(jié)的研究上取得了大量的科研成果。本書主要針對受振體這一環(huán)節(jié)的研究成果展開介紹,書中所述內(nèi)容是在作者及其研究團隊的研究成果基礎(chǔ)上整合加工而成的。
本書編寫分工如下:曹容寧和馬蒙負責(zé)確定各章內(nèi)容,制定全書編寫大綱;孫曉靜負責(zé)全書的統(tǒng)稿和定稿工作;曹容寧負責(zé)編寫第1章的主要內(nèi)容和第4、5、6、7章;姜博龍負責(zé)編寫第2章和第3章;侯帥參與第1.2.1節(jié)和第3章的編寫工作。
劉維寧教授對本書的出版提出了許多寶貴的建議。
限于作者水平,書中錯誤和疏漏之處在所難免,歡迎讀者批評指正。
著 者
2023年3月
第1章 緒論
1.1 地鐵車輛段上蓋建筑開發(fā)振動噪聲問題
1.2 研究現(xiàn)況
1.2.1 車輛段上蓋建筑振動測試研究
1.2.2 結(jié)構(gòu)數(shù)值計算模型研究
1.2.3 建筑物的振動傳遞特性研究
1.3 本書內(nèi)容和章節(jié)安排
第2章 行車引起的地鐵車輛段振動響應(yīng)現(xiàn)場測試
2.1 測試概況
2.1.1 測試地鐵車輛段概況
2.1.2 測試設(shè)備
2.1.3 測試條件
2.2 分析評價依據(jù)和指標(biāo)
2.2.1 測試依據(jù)及標(biāo)準規(guī)范
2.2.2 地鐵車輛段上蓋建筑振動常用評價指標(biāo)
2.3 測試斷面與測點布置
2.4 測試結(jié)果
2.4.1 典型時程與頻譜
2.4.2 振級分析
第3章 地鐵車輛段上蓋建筑振動預(yù)測有限元法
3.1 列車荷載的計算
3.1.1 基本定理
3.1.2 實測鋼軌振動加速度
3.1.3 列車荷載計算
3.2 車輛段運用庫上蓋建筑振動三維動力分析有限元模型
3.3 模型校準
3.4 振動傳播規(guī)律和對建筑物的振動影響分析
3.4.1 模態(tài)分析
3.4.2 三分之一倍頻程分析
3.4.3 分頻振級分析
3.4.4 最大Z振級分析
第4章 基于譜單元法的梁/柱結(jié)構(gòu)動力模型研究
4.1 梁/柱結(jié)構(gòu)動力計算的譜單元法推導(dǎo)
4.1.1 軸向振動的頻域求解
4.1.2 扭轉(zhuǎn)振動的頻域求解
4.1.3 彎曲振動的頻域求解
4.2 平面框架結(jié)構(gòu)的譜單元模型計算
4.3 空間框架結(jié)構(gòu)的譜單元模型計算
第5章 基于譜單元法的板結(jié)構(gòu)動力模型研究
5.1 薄板彎曲理論
5.2 板結(jié)構(gòu)動力求解的譜單元法推導(dǎo)
5.2.1 二維問題的分解
5.2.2 子問題A求解
5.2.3 子問題B求解
5.2.4 原問題求解
5.3 梁-板-柱結(jié)構(gòu)的耦合模型研究
5.4 仍待解決的問題
第6章 基于波的傳播的周期性框架結(jié)構(gòu)動力模型研究
6.1 周期結(jié)構(gòu)中波的傳播研究
6.1.1 胞元結(jié)構(gòu)模型
6.1.2 波的傳播特性
6.1.3 波的模態(tài)
6.2 周期結(jié)構(gòu)中波的疊加
6.2.1 有限周期結(jié)構(gòu)中波的幅值
6.2.2 結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)求解
第7章 車輛段上蓋建筑振動響應(yīng)傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)庫及傳遞特性研究
……
參考文獻