爆破振动对建筑物影响测试要点

针对爆破振动对建筑物影响的测试方法、测试物理量选择、仪器性能要求、现场测试技术以及数据处理和分析要点等问题进行了较为系统的介绍，可供从事该项工作人员参考。     

基于环境振动测试的高层钢筋混凝土结构模态参数识别

根据高层钢筋混凝土结构环境振动测试数据,采用随机信号的频域分析方法,确定了高层结构的自振频率;基于不同测点在固有频率处的响应比及零迟时互相关函数确定了结构的振型;运用自功率谱和互功率谱,采用半功率点法计算了各阶振型的阻尼比.结果表明,环境振动测试能够较好地识别高层结构的1～3阶振型.对实测自振周期与<建筑结构荷载规范>的公式和数值模拟结果进行比较,发现:结构的层数小于20层时,实测值与<规范>规定的值最接近;结构超过20层时,实测值小于<规范>规定的值和数值模拟的结果.     

环境激励下ERA方法在砌体结构振动测试中的应用研究

ERA方法是基于环境激励的结构振动测试的方法中重要的时域分析方法。主要由ERA算法对齐齐哈尔砌体结构居民房的基本模态参数进行测试。简述了ERA算法的主要思路和计算过程,介绍了相应的模态识别准则MAC,以及ERA算法在MATLAB中的实现。由ERA算法得到的模态参数与有限元建模分析结果分析比较吻合,为砌体结构在环境激励下用ERA方法测试模态参数提供了实验依据。最后,讨论了ERA方法与有限元建模分析结果出现差异的原因,以及ERA方法在环境激励下的限制和不足。     

老旧小区砖混结构房屋振动与减振

老旧小区中房屋产生振动影响正常使用的现象近期日益增多。这些房屋一般为6~7层砖混结构,属于多层住宅。本文基于某典型小区房屋振动现象,根据地质和房屋资料,采用经验公式法对小区房屋自振频率进行估算,结合现场微振测试结果,确定由大型车辆经过或是车站车辆制动及启动引起的振动,其频率较低,与房屋的自振频率相近,是引发房屋振动的主要原因。结合此类小区自身特点,对常用减振方法的实用性逐一进行分析,选择打钻孔灌注排桩的方式作为房屋的减振措施,并提出初步设计方案。     

高速列车运行引起的地基振动测试与分析

为分析高速列车运行引起的地表处振动峰值加速度随距轨道中心线距离的变化特征,选择8个不同场地类型及路基形式的工程场地进行高速列车运行引起的地表振动加速度测试。研究结果表明,高速列车引起的地表振动加速度随距轨道中心线距离的变化特征因场地条件和路基形式的不同存在显著差异;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地条件下,高速列车引起的地表三分量振动加速度均随距轨道中心线距离的增加而减小,且距轨道近距离处峰值加速度衰减较快,远距离处衰减较慢,Ⅰ类场地条件下,高速列车引起的地表振动加速度随距轨道中心线距离的增加呈先增大后减小的趋势;对于相同路基形式的高速铁路,Ⅲ类场地条件下地表振动峰值加速度随距轨道中心线距离的增加减小速度最快,Ⅱ类场地次之,Ⅳ类场地衰减最慢。     

哈尔滨地铁环境振动噪声测试与降噪处理

考虑地铁环境振动噪声对未来城市地铁地震警报系统中地震信号识别的影响,以包含Ⅱ类和Ⅲ类2种场地土类型的哈尔滨市4个地铁站的上行线首部和尾部作为观测点,展开地铁环境振动噪声的测试、分析以及降噪处理研究。首先,对采集的列车振动数据进行统计分析;其次,基于滑动平均法,提出确定帕曾窗带宽b值的经验方法,并利用其对采集的地脉动数据进行平滑滤波处理;最后,采用本方法确定哈尔滨地铁地震P波预警的滤波频带,并与日本气象厅仪器地震烈度以及新干线地震预警系统的滤波频带进行对比。结果表明:①三轴向地铁列车振动信号中,竖向振动比水平向振动要大,切向振动比径向振动要大。②帕曾窗带宽b值为0.4 Hz时,平滑滤波处理后的频谱能较好地反映地脉动信号的频谱主频,且滤波后的地脉动信号的卓越频率和场地土类型有明显的对应关系,即水平向卓越频率和场地土类型的相关性较好,而竖向卓越频率的误差较大。③哈尔滨地铁地震P波预警的滤波频带为0.3~10 Hz时,能较好地滤除地震动信号中的地铁环境振动噪声,满足地震警报系统对地震记录信噪比的要求。     

基于交通振动环境下建筑结构损伤机理及减振隔振的研究现状

随着交通建设的发展,越来越多的公路要临近已有建筑物通过,而由于建设或重车通行引起的振动对周边建筑结构产生了很大的安全威胁,严重的甚至造成了建筑结构的损坏.论文通过对交通振动下建筑结构的振动控制标准和在振动中的损伤机理进行综述,系统总结了交通振动对建筑影响的方法,介绍了目前交通振动对建筑结构安全性影响的研究现状和方法,分...     

磁流变减振驱动器的响应时间试验与分析

本文首先通过分析平行平板间磁流变液流变后的非稳态过程，建立了磁流变减振驱动器响应时间的计算理论。分析表明，磁流变减振驱动器响应时间的主要影响因素是流体的动力粘度和活塞与缸体的间隙，而与流变液的剪切屈服强度和活塞两端的压差无关，利用此理论初步估计的磁流变减振驱动器的响应时间为毫秒级。其次，通过瞬间改变输入电流，进行了磁流变减振驱动器阻尼力响应时间试验。试验结果表明，磁流变减振驱动器的响应时间为百毫秒级，远远大于理论值。最后，计算分析表明，液体气泡的存在延缓了减振驱动器的响应时间。     

城市环境振动的测量

本文对城市环境振动进行了研究,测量了不同时段城市环境振动;重车起车、刹车及不同车速引起的振动测量;地铁进站、出站及运行引起的振动测量以及对基础和结构物的影响.     

地铁交通引起的环境振动的实测与分析

本文根据现场实测数据,对某地铁交通1号线沿线典型区段引起的环境振动实况和振动特性及传播规律等进行了分析研究。结果表明,地面振动Z振级主要由测点到轨道中心的水平距离决定,并且在离开地铁隧道中心线一定距离范围内,地面振动Z振级存在振动放大区。此外,本文还根据实测资料和现有研究成果提出了该地铁1号线引起环境振动Z振级的统计回归公式。该式从数学表达式的角度反映了振动信号的放大效应,可为预测或估计地铁运营诱发的环境振动提供参考。     

地震区居民建筑钢结构极限承载力测试与分析

传统方法一般依据静力检测数据测试居民建筑钢结构的极限承载力,对构件数量的要求较高,无法量测隐蔽构件,测试结果精度低。因此提出基于振动参数以及动力模型修正的地震区居民建筑钢结构极限承载力预测与分析方法,分析建筑钢结构振动参数与极限承载能力的关系,塑造地震区居民建筑钢结构简化以及振动方程,获取其极限载荷与振动参数间的关系。采用基于动力模型修正的极限承载力评估方法,基于动力模型修正理论,采用线性屈曲法、几何非线性法以及双重非线性分析法,对地震区居民建筑钢结构极限承载力进行检测。实验结果说明,所提方法能对居民建筑钢结构立柱轴向性和大钩荷载关系以及荷载-扰度曲线,且实施数值运算效果好,预测获取的极限承载力值精度高,建筑的钢结构状态比较稳定。     

MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测中的性能对比测试

为开展MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测应用中的性能对比测试,选取4种不同类型MEMS型加速度传感器与G1B型力平衡式加速度传感器,将其安装在地王大厦相同测点,对MEMS型、G1B型加速度传感器记录的结构环境振动数据进行时程、频谱和模态频率对比分析,并对其记录的结构地震响应进行时域及频域对比。研究结果表明,不同类型MEMS型加速度传感器仪器噪声均大于G1B型加速度传感器,其中MEMS-I型加速度传感器噪声水平相对较小,与G1B型加速度传感器模态频率识别结果及地震响应监测数据吻合较好,验证了MEMS-I型加速度传感器可较准确地记录到结构强振动响应,适用于超高层建筑日常结构振动监测。     

预应力混凝土连续梁桥振动特性变异及舒适度评价

由于预应力损失、混凝土收缩徐变、超载等原因,预应力混凝土桥梁出现了较强的振动。本文通过对福建省福州市闽江三桥全桥环境振动试验和正常运营条件下24小时的监测,研究预应力混凝土连续梁桥的动力特性及其变异和振动舒适度,结果表明:在较为稳定的风和温湿度环境下,固有频率在一天内的最大变化为3.06%,模态阻尼比的最大变化为37.93%,舒适度的狄克曼指标降到“能忍受短时间振动”的区域。     

昆明高(超高)层建筑环境振动特性实测与统计分析

对昆明16栋典型钢筋混凝土高层建筑物的振动特征(包括建筑物的固有频率、振型和阻尼比)进行观测与分析,对地震响应数值模拟研究,获取实测高层建筑物第一至第三振型及结构,计算第一至第二振型自振周期结果,采用数学线性回归方法,模拟得到昆明高(超高)层建筑结构实测第一至三振型和计算第一至第二振型周期公式,为类似建筑结构的设计提供经验和依据。     

基于BIM的建筑地震受损程度评估模型设计

由于在变形和累积耗能的建筑地震受损程度评估模型,是将建筑划分为五个状态水平,未研究建筑环境性能,评估结果误差较大。因此设计基于BIM的建筑地震受损程度评估模型,采用基于BIM的建筑环境研究与评估方法,考虑建筑环境性能,基于这个思路,依据混凝土单轴Mazars损伤模型,获取三轴状态中的损伤演化方程,得到应变大于损伤阈值时损伤演化方程增量形式,构建混凝土损伤评估模型。经实验证明,所设计模型在地震峰值加速度小于0.31g时,建筑结构大致无缺,在峰值加速度是0.61g时,建筑地震受损指数超过0.8,建筑倒塌;所设计模型评估的平均误差低于0.03,平均评估时间是2.86 s,说明所设计模型能够有效评估建筑地震受损程度,且精度和效率较高。     

北京市防震减灾中心结构地震反应观测及振动特性识别

以北京市防震减灾中心结构为例,进行了结构的地震反应观测及振动特性识别研究。基于半功率带宽法对结构脉动测试数据进行了分析,计算出了结构自振周期和振型以及相应的阻尼比。各振型都具有较大幅值的楼层分别位于3、6和8层,据此设计并建成了结构地震反应观测台阵。分析台阵地震记录识别出了结构的自振特性,同时功率谱曲线显示,井下数据存在高频特性,初步判定其来自钢套管振动。开展结构的数值模拟分析,利用观测楼层上地震记录的卓越频率不断修正结构数值模型,直至结构反应与地震记录的频率值相符,且与脉动测试数据基本一致,相对位移对比分析发现,在该模型基础上相对位移反应与相对位移记录基本吻合。结构地震反应观测和数值模拟分析较好地实现了结构地震反应观测台阵的观测目的。     

Evaluation of the structural damage of high‐rise reinforced concrete buildings using ambient vibrations recorded before and after damage

Evaluation of the degrees of structural damage suffered by high‐rise residential buildings after being subjected to strong ground motions is extremely important to the development of life continuity planning for building residents. However, these evaluations cannot be based on strong‐motion records alone, because earthquake observation equipment is not installed in most such buildings in Japan. In this study, we propose simple equations for estimating the stiffness degradation rate and the peak inter‐story drift ratio (PIDR) by using ambient vibration records instead of strong‐motion records when high‐rise RC buildings are subjected to a severe earthquake. More specifically, we propose one equation that relates the square root of the stiffness degradation rate, which is the ratio of natural frequencies at the maximum response to the preliminary tremor response (elastic state), in strong‐motion records with the ratio of natural frequencies identified from ambient vibrations before and after damage was suffered. We also propose an equation that relates the PIDR with the stiffness degradation rate on the basis of the stiffness‐degrading bilinear restoring force characteristic derived from the strong‐motion records of 13 high‐rise buildings for the 1995 Hyogoken‐Nanbu Earthquake (Mw 6.9) and the 2011 Tohoku‐Oki Earthquake (Mw 9.0). Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Influence of the construction process and nonstructural components on the modal properties of a five‐story building

A full‐scale five‐story reinforced concrete building was built and tested on the NEES‐UCSD shake table during the period from May 2011 to May 2012. The purpose of this test program was to study the response of the structure and nonstructural components and systems (NCSs) and their dynamic interaction during seismic base excitation of different intensities. The building specimen was tested first under a base‐isolated condition and then under a fixed‐based condition. As the building was being erected, an accelerometer array was deployed on the specimen to study the evolution of its modal parameters during the construction process and placement of major NCSs. A sequence of dynamic tests, including daily ambient vibration, shock (free vibration) and forced vibration tests (low‐amplitude white noise and seismic base excitations), were performed on the building at different stages of construction. Different state‐of‐the‐art system identification methods, including three output‐only and two input‐output methods, were used to estimate the modal properties of the building. The obtained results allow to investigate in detail the effects of the construction process and NCSs on the dynamic parameters of this building system and to compare the modal properties obtained from different methods, as well as the performance of these methods. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Steps Towards the Implementation of a Tsunami Detection, Warning, Mitigation and Preparedness Program for Southwestern Coastal Areas of Mexico

The highly vulnerable Pacific southwest coast of Mexico has been repeatedly affected by local, regional and remote source tsunamis. Mexico presently has no national tsunami warning system in operation. The implementation of key elements of a National Program on Tsunami Detection, Monitoring, Warning and Mitigation is in progress. For local and regional events detection and monitoring, a prototype of a robust and low cost high frequency sea-level tsunami gauge, sampling every minute and equipped with 24 hours real time transmission to the Internet, was developed and is currently in operation. Statistics allow identification of low, medium and extreme hazard categories of arriving tsunamis. These categories are used as prototypes for computer simulations of coastal flooding. A finite-difference numerical model with linear wave theory for the deep ocean propagation, and shallow water nonlinear one for the near shore and interaction with the coast, and non-fixed boundaries for flooding and recession at the coast, is used. For prevention purposes, tsunami inundation maps for several coastal communities, are being produced in this way. The case of the heavily industrialized port of Lázaro Cárdenas, located on the sand shoals of a river delta, is illustrated; including a detailed vulnerability assessment study. For public education on preparedness and awareness, printed material for children and adults has been developed and published. It is intended to extend future coverage of this program to the Mexican Caribbean and Gulf of Mexico coastal areas.