CN113684941B - 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法 - Google Patents

地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113684941B
CN113684941B CN202110910409.7A CN202110910409A CN113684941B CN 113684941 B CN113684941 B CN 113684941B CN 202110910409 A CN202110910409 A CN 202110910409A CN 113684941 B CN113684941 B CN 113684941B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
vertical
damping
tmd
subway
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110910409.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113684941A (zh
Inventor
周云
梁秋河
张卫多
李钧睿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN202110910409.7A priority Critical patent/CN113684941B/zh
Publication of CN113684941A publication Critical patent/CN113684941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113684941B publication Critical patent/CN113684941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0237—Structural braces with damping devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Abstract

本发明涉及振动及噪声控制结构技术领域，公开了一种地铁上盖低频隔振减振结构，包括三维减振隔振层、支撑结构、楼板和竖向TMD减振装置。其中，若干个所述支撑结构排列布设在所述三维减振隔振层上；至少两层所述楼板沿所述支撑结构的上下方向间隔布设在若干个所述支撑结构上且位于所述三维减振隔振层的上方；所述楼板上设有所述竖向TMD减振装置。本发明提供的地铁上盖低频隔振减振结构以三维减振隔振层、竖向TMD减振装置联合应用，分频带减少地铁的振动波，有效地减少振动波传递至上部结构，起到良好的减振作用，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动，推动轨道交通上盖物业的开发。

Description

地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法
技术领域
本发明涉及振动及噪声控制结构技术领域，特别是涉及一种地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法。
背景技术
轨道交通以其便利快捷的出行体验，在大城市得到快速发展。以轨道交通为导向的TOD物业开发模式，在我国超大城市得到飞速发展。轨道上盖住宅物业具有非常高的经济价值，开发商在大力开发地铁上盖物业时，遇到的最主要技术问题就是如何使上盖结构满足国家的振动和噪音的规范要求，这一技术问题成为开发地铁上盖物业开发最大障碍。
人体对低频振动最敏感，最难接受低频振动的影响，低频振动最容易引发人的不适，造成居民的投诉。且现行的国家规范要求对低频振动要求的限值比中高频振动要求限值严格许多，低频振动难以减少且要求严格是现在地铁上盖结构开发遇到的最主要难题。现有的轨道交通上盖竖向减振结构的研究主要集中三维隔振减振支座或者土层减振措施，均为单一的减振措施，且未能有效减少地铁振动波诱发的结构低频振动有效措施。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种地铁上盖低频隔振减振结构，该地铁上盖低频隔振减振结构以三维减振隔振层、竖向TMD减振装置联合应用，分频带减少地铁的振动波，有效地减少振动波传递至上部结构，起到良好的减振作用，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动，推动轨道交通上盖物业的开发。本发明还提供一种地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
地铁上盖低频隔振减振结构，包括：
三维减振隔振层；
支撑结构，若干个所述支撑结构排列布设在所述三维减振隔振层上；
楼板，至少两层所述楼板沿所述支撑结构的上下方向间隔布设在若干个所述支撑结构上且位于所述三维减振隔振层的上方；
竖向TMD减振装置，所述楼板上设有所述竖向TMD减振装置。
进一步地，所述三维减振隔振层包括上顶板、三维隔振支座和底层板；若干个所述支撑结构排列布设在所述上顶板上；若干个所述三维隔振支座排列布设在所述上顶板和底层板之间。
进一步地，所述三维隔振支座包括上支座、弹性件和下支座；所述下支座设于所述底层板上；所述上支座对应所述下支座的位置设于所述上顶板上；所述弹性件设于所述下支座与所述上支座之间。
进一步地，所述弹性件为碟形弹簧或螺旋弹簧；所述上支座和下支座均为橡胶隔震支座。
进一步地，所述竖向TMD减振装置包括质量块、液体粘滞阻尼器、螺旋钢弹簧、连接板、钢丝束、上固定螺栓和下固定螺栓；至少两条所述液体粘滞阻尼器连接在所述质量块和连接板之间；至少两条所述螺旋钢弹簧连接在所述质量块和连接板之间；所述上固定螺栓和下固定螺栓分别设于所述连接板和质量块上；所述钢丝束的两端分别与所述上固定螺栓和下固定螺栓连接且位于所述质量块和连接板之间。
进一步地，所述支撑结构的数量与所述三维隔振支座的数量相同；每个所述支撑结构对应每个所述三维隔振支座的位置设于所述上顶板上。
进一步地，所述竖向TMD减振装置还设于所述上顶板上；相邻的两个所述三维隔振支座之间均具有至少一个位于所述上顶板上的所述竖向TMD减振装置；每层所述楼板上排列布设有若干个所述竖向TMD减振装置。
进一步地，所述支撑结构为支墩或剪力墙。
进一步地，所述支撑结构上设有横向TMD减振装置。
本发明还提供一种地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法，用于施工形成如上述所述的地铁上盖低频隔振减振结构，所述设计方法包括如下步骤：
S1.根据建筑图，利用结构分析有限元软件和BI M技术建立地铁上盖结构的有限元模型；
S2.布设三维隔振支座；
S3.进行水平地震验算，计算出三维隔振支座水平地震验算数值和竖向减振验算数值，其中，水平地震验算数值包括层间位移角、竖向应力、水平变形限值；竖向减振验算数值包括竖向变形数值；
S4.利用上述计算出的水平地震验算数值与设定的水平地震验算范围进行水平地震验算，其中，设定的水平地震验算范围包括设定的层间位移角范围、设定的竖向应力范围、设定的水平变形限值范围；
S5.判断上述计算出的水平地震验算数值是否满足设定的水平地震验算范围；
若是，则执行S6步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
S6.进行隔振竖向减振验算，利用上述计算出的竖向减振验算数值与设定的竖向减振验算的范围进行竖向减振验算；
S7.判断上述计算出的竖向减振验算数值是否满足设定的竖向减振验算的范围；
若是，则执行S8步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
S8.确定竖向TMD减振装置的减振频率点；
S9.根据上述的减振频率点，确定单个竖向TMD减振装置的设计参数，其中，设计参数包括竖向TMD减振装置的阻尼比、圆频率、阻尼系数和竖向总弹簧刚度；
S10.布设竖向TMD减振装置的位置；
S11.检验竖向TMD减振装置的位置是否满足设定的减振效果；
若是，则结束，导出施工图纸；
若否，则重新执行S8步骤。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过三维减振隔振层、支撑结构、楼板和竖向TMD减振装置相结合，利用三维减振隔振层改变上部结构的整体竖向动力特性，使上部结构竖向趋向整体运动，能减少上部结构约30％的竖向加速度振动响应，减振系数整体上呈现出楼层越高、减振系数越小、减振效果越明显的趋势，并且可以减少地铁振动波在30-100Hz频带范围内的振动成分；然后再在三维减振隔振层的基础上，增设竖向TMD减振装置能够有效地减少上部结构低频的振动，特别是地铁振动波在0-30Hz频带范围内的振动成分，抑制上部结构的低频振动，防止轨道交通诱发的竖向振动激起结构的竖向一阶低频共振，避免振动及振动二次噪音超标，从而以三维减振隔振层、竖向TMD减振装置联合应用，分频带减少地铁的振动波，有效地减少振动波传递至上部结构，起到良好的减振作用，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动，推动轨道交通上盖物业的开发。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1是本发明的地铁上盖低频隔振减振结构的结构示意图。
图2是本发明的竖向TMD减振装置的结构示意图。
图3是本发明的地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法的流程图。
图中包括：
三维减振隔振层1、底层板11、三维隔振支座12、上支座121、弹性件122、下支座123、上顶板13、支撑结构2、楼板3、竖向TMD减振装置4、质量块41、液体粘滞阻尼器42、螺旋钢弹簧43、连接板44、钢丝束45、上固定螺栓46、下固定螺栓47、横向TMD减振装置5、上部结构6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图3所示，地铁上盖低频隔振减振结构，包括三维减振隔振层1、楼板3和竖向TMD减振装置4。其中，若干个所述支撑结构2排列布设在所述三维减振隔振层1上；该所述支撑结构2为支墩或剪力墙；至少两层所述楼板3沿所述支撑结构2的上下方向间隔布设在若干个所述支撑结构2上且位于所述三维减振隔振层1的上方；所述楼板3上设有所述竖向TMD减振装置4。该竖向TMD减振装置4即为竖向调谐质量阻尼器减振装置，TMD为调谐质量阻尼器的英文简称，即TMD(Tuned Mass Damper)。
该地铁上盖低频隔振减振结构通过三维减振隔振层1、楼板3和竖向TMD减振装置4相结合，利用三维减振隔振层1改变上部结构6的整体竖向动力特性，使上部结构6竖向趋向整体运动，能减少上部结构6约30％的竖向加速度振动响应，减振系数整体上呈现出楼层越高、减振系数越小、减振效果越明显的趋势，并且可以减少地铁振动波在30-100Hz频带范围内的振动成分；然后再在三维减振隔振层1的基础上，增设竖向TMD减振装置4能够有效地减少上部结构6低频的振动，特别是地铁振动波在0-30Hz频带范围内的竖向和水平振动，提高结构地震安全性；抑制上部结构6的低频振动，防止轨道交通诱发的竖向振动激起结构的竖向一阶低频共振，避免振动及振动二次噪音超标，从而以三维隔振支座12、竖向TMD减振装置4联合应用，分频带减少地铁的振动波，有效地减少振动波传递至上部结构6，起到良好的减振作用，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动，推动轨道交通上盖物业的开发。
所述三维减振隔振层1包括上顶板13、三维隔振支座12和底层板11；若干个所述支撑结构2排列布设在所述上顶板13上；若干个所述三维隔振支座12排列布设在所述上顶板13和底层板11之间。通过在上顶板13与底层板11之间设置若干个三维隔振支座12，起到良好的减振作用，能够更好地减少地铁振动波在30-100Hz频带范围内的振动成分，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动。
具体的，所述三维隔振支座12包括上支座121、弹性件122和下支座123；所述下支座123设于所述底层板11上；所述上支座121对应所述下支座123的位置设于所述上顶板13上；所述弹性件122设于所述下支座123与所述上支座121之间。其中，所述弹性件122为碟形弹簧或螺旋弹簧。所述上支座121和下支座123均为橡胶隔震支座。通过采用碟形弹簧或螺旋弹簧作为弹性件122，采用橡胶隔震支座作为上支座121和下支座123，上支座121、弹性件122和下支座123三者连接形成三维隔振支座12，具有良好减振效果。该三维隔振支座12原理主要分为两部分，一方面是振动通过上支座121和下支座123后，振动会衰减，减少上部结构6的竖向振动；另一方面是三维减振隔振层1的整体作用，由于底层板11的水平刚度和竖向刚度较普通结构的小，利用三维隔振支座12改变上部结构6的整体竖向动力特性，使上部结构6竖向趋向整体运动，能减少上部结构6约30％的竖向加速度振动响应，减振系数整体上呈现出楼层越高、减振系数越小、减振效果越明显的趋势，并且可以减少地铁振动波在30-100Hz频带范围内的竖向和水平振动，提高结构地震安全性。
为了加强地铁上盖低频隔振减振结构的支撑稳定性，三维隔振支座12的数量、支撑结构2的数量均相同；所述支撑结构2的数量与所述三维隔振支座12的数量相同；每个所述支撑结构2对应每个所述三维隔振支座12的位置设于所述上顶板13上。每个所述支撑结构2对应每个所述三维隔振支座12的位置设于所述上顶板13上。通过将三维隔振支座12和支撑结构2一一对应，受力支撑稳定性好，提高该地铁上盖低频隔振减振结构整体稳定性和安全性。
所述竖向TMD减振装置4包括质量块41、液体粘滞阻尼器42、螺旋钢弹簧43、连接板44、钢丝束45、上固定螺栓46和下固定螺栓47；该质量块41的重量为1-5吨，占用的体积为0.1-0.6m3；该连接板44通过定位螺栓分别与上顶板13和楼板3连接；至少两条所述液体粘滞阻尼器42连接在所述质量块41和连接板44之间，作为系统耗散振动能量的结构；至少两条所述螺旋钢弹簧43连接在所述质量块41和连接板44之间，可以提供系统的竖向刚度和弹性恢复力；所述上固定螺栓46和下固定螺栓47分别设于所述连接板44和质量块41上；所述钢丝束45的两端分别与所述上固定螺栓46和下固定螺栓47连接且位于所述质量块41和连接板44之间，有助于保证质量块41不会发生过大的位移或者掉下来，保证连接的稳定可靠性，进而保证住宅用户的安全。通过质量块41、液体粘滞阻尼器42、螺旋钢弹簧43、连接板44、钢丝束45、上固定螺栓46和下固定螺栓47相结合，形成竖向TMD减振装置4，能够有效地减少上部结构6低频的振动，特别是地铁振动波在0-30Hz频带范围内的振动成分，抑制上部结构6的低频振动，达到减振的目的，防止轨道交通诱发的竖向振动激起结构的竖向一阶低频共振，避免振动及振动二次噪音超标。当然，竖向TMD减振装置4也可以为单频带减振TMD装置、多频带减振TMD装置和混合减振的STMD装置等。
具体的，液体粘滞阻尼器42的数量具有2个，螺旋钢弹簧43的数量具有3个，通过3个螺旋钢弹簧43和2个液体粘滞阻尼器42实现结构与质量块41连接，3个螺旋钢弹簧43通过设计刚度要求实现不同的刚度取值，可以实现竖向的变形提供弹性的恢复力，保证竖向的变形和恢复。2个液体粘滞阻尼器42则是耗散竖向TMD减振装置4的变形能力，实现竖向减振耗能的目的。
优选的，所述竖向TMD减振装置4还设于所述上顶板13上；相邻的两个所述三维隔振支座12之间均具有至少一个位于所述上顶板13上的所述竖向TMD减振装置4；每层所述楼板3上排列布设有若干个所述竖向TMD减振装置4。通过在上顶板13上设置竖向TMD减振装置4的位置和数量，以及在楼板3上设置竖向TMD减振装置4的位置和数量，对竖向方向的低频振动起到良好的加强抑制作用，能够有效地减少上部结构6低频的振动，特别是地铁振动波在0-30Hz频带范围内的振动成分，抑制上部结构6的低频振动，达到减振的目的，防止轨道交通诱发的竖向振动激起结构的竖向一阶低频共振，避免振动及振动二次噪音超标。
在本具体实施方式中，所述支撑结构2上设有横向TMD减振装置5。所述竖向TMD减振装置4与所述横向TMD减振装置5是相同的结构，横向TMD减振装置5设置在支撑结构2上。通过在支撑结构2上设置横向TMD减振装置5，能够有效地减少上部结构6低频的振动，特别是地铁振动波在0-30Hz频带范围内的振动成分，对水平方向的低频振动起到良好的抑制作用，达到减振的目的。
本发明还提供一种地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法，用于施工形成上述所述的地铁上盖低频隔振减振结构，所述设计方法包括如下步骤：
S1.根据建筑图，利用结构分析有限元软件和BIM技术建立地铁上盖结构的有限元模型。在S1步骤中，根据建筑图，先根据对待施工的地跌环境,利用结构分析有限元软件和BIM技术建立底板层、支撑结构、上顶板、楼板和上部结构6的模型，再根据以下步骤对三维隔振支座、竖向TMD减振装置进行设计。
S2.布设三维隔振支座；具体的，在底层板与上顶板之间布设三维隔振支座的位置和数量。其中，三维隔振支座需要保证结构的安全，满足《建筑抗震设计规范》、《建筑隔震设计标准》的相关要求，应该应符合下列基本原则要求：①隔震层刚度中心宜与上部结构6的质量中心重合，偏心率小于3％；②同一房屋选用多种规格的隔震支座时，应注意充分发挥每个橡胶支座的竖向承载力和水平变形能力。同一隔震层内各个橡胶隔震支座的竖向压应力宜均匀，支座竖向承载力不能超过产品性能指标，并保留一定的安全冗余度。即三维隔振支座的数量和位置的布设形成的刚度中心应与上部结构6的质量中心重合，偏心率小于3％；而且三维隔振支座的竖向承载力和水平变形能力宜均匀，不能超过产品性能指标，并保留一定的安全冗余度。
S3.进行水平地震验算，计算出三维隔振支座水平地震验算数值和竖向减振验算数值，其中，水平地震验算数值包括层间位移角、竖向应力、水平变形限值；竖向减振验算数值包括竖向变形数值；
S4.利用上述计算出的水平地震验算数值与设定的水平地震验算范围进行水平地震验算，其中，设定的水平地震验算范围包括设定的层间位移角范围、设定的竖向应力范围、设定的水平变形限值范围；
S5.判断上述计算出的水平地震验算数值是否满足设定的水平地震验算范围；
若是，则执行S6步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
具体的，在S3至S5步骤中，在进行水平地震验算时，具体的判断步骤：
1.设防地震或罕遇地震下，满足《建筑隔震设计标准》规范楼层的层间位移角限值要求，即为设定的层间位移角范围
2.在罕遇地震作用下，三维隔振支座不宜出现拉竖向应力，当少数三维隔振支座出现拉竖向应力时，其拉竖向应力不应大于1MPa。以及在罕遇地震作用下，三维隔振支座压竖向应力不应大于30MPa，以满足三维隔振支座的性能要求的竖向应力限值，以作为三维隔振支座的设定的竖向应力范围。
3.三维隔振支座的水平变形限值应小于其有效直径的0.55倍和内部橡胶总厚度3倍二者的较小值，也应满足其产品性能要求的水平变形限值，即为设定的水平变形限值范围。
S6.进行隔振竖向减振验算，利用上述计算出的竖向减振验算数值与设定的竖向减振验算的范围进行竖向减振验算；
S7.判断上述计算出的竖向减振验算数值是否满足设定的竖向减振验算的范围；
若是，则执行S8步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
具体的，在S6至S7步骤中，在进行水平地震验算时，在地铁振动作用下，应满足三维隔振支座竖向变形要求，竖向变形不宜过大，要满足各个不同位置的竖向变形基本一致，且应满足三维隔振支座性能要求的竖向变形限值，作为竖向减振验算的范围。当然，在执行S6至S7步骤时，还应满足竖向减振效果的目标要求。验算上部结构6的竖向振动响应是否满足规范中(GB 50868-2013建筑工程容许振动标准、GBT 50355-2018住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准)的Z振级和1/3倍频程的要求。
S8.确定竖向TMD减振装置的减振频率点；具体的，通过有限元模拟分析，确定设置三维减振隔振层的三维隔振支座的竖向一阶振动频率f结，一般来说结构的一阶竖向振动频率点即为竖向TMD减振装置的竖向减振频率点。当然，若需要也可以额外设置二阶竖向振动频带点的竖向TMD减振装置。
S9.根据上述的减振频率点，确定单个竖向TMD减振装置的设计参数，其中，设计参数包括竖向TMD减振装置的阻尼比、圆频率、阻尼系数和竖向总弹簧刚度。
在S9步骤中，首先优选确定TMD减振频率fT，一般地fT＝f结，或fT非常接近结构的竖向一阶振动频率f结；然后竖向TMD减振装置的质量为为mT，取TMD减振装置的阻尼比为δT＝0.05，竖向TMD减振装置的圆频率ωT＝2πfT，竖向TMD减振装置的阻尼系数CT＝2mTωTδT/1000，T竖向TMD减振装置的竖向总弹簧刚度
Figure BDA0003203305050000131
根据上述步骤，确定单个竖向TMD减振装置的设计参数。
S10.布设竖向TMD减振装置的位置；根据振动分析的需要和结合有限元模型分析结果，在结构振动较为明显的地方，确定结构竖向加速度较大的位置布置竖向TMD减振装置，可有效减少结构振动。根据有限元加速度云图结果，找出结构振动加速度响应较为明显的位置，在振动加速度响应较大的位置布置竖向TMD减振装置。
S11.检验竖向TMD减振装置的位置是否满足设定的减振效果；
若是，则结束，导出施工图纸；
若否，则重新执行S8步骤。
在S11步骤中，对比在三维减振隔振层上设置竖向TMD减振装置和不设置竖向TMD减振装置两种情况的竖向加速度响应，根据现有的环境振动舒适度评价规范中(GB 50868-2013建筑工程容许振动标准、GBT 50355-2018住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准)中的1/3倍频程限值和Z振级，确定减振效果是否满足要求。
通过上述地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法，施工形成上述所述的地铁上盖低频隔振减振结构，以三维隔振支座、竖向TMD减振装置联合应用，分频带减少地铁的振动波，有效地减少振动波传递至上部结构6，起到良好的减振作用，进而有效地减少轨道交通上盖结构的竖向振动，推动轨道交通上盖物业的开发。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，包括：
三维减振隔振层；
支撑结构，若干个所述支撑结构排列布设在所述三维减振隔振层上；
楼板，至少两层所述楼板沿所述支撑结构的上下方向间隔布设在若干个所述支撑结构上且位于所述三维减振隔振层的上方；
TMD减振装置，所述楼板上设有竖向TMD减振装置，所述支撑结构上设有横向TMD减振装置；
所述三维减振隔振层包括上顶板、三维隔振支座和底层板；若干个所述支撑结构排列布设在所述上顶板上；若干个所述三维隔振支座排列布设在所述上顶板和底层板之间；
所述三维隔振支座包括上支座、弹性件和下支座；所述下支座设于所述底层板上；所述上支座对应所述下支座的位置设于所述上顶板上；所述弹性件设于所述下支座与所述上支座之间。
2.根据权利要求1所述的地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，所述弹性件为碟形弹簧或螺旋弹簧；所述上支座和下支座均为橡胶隔震支座。
3.根据权利要求1所述的地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，所述竖向TMD减振装置包括质量块、液体粘滞阻尼器、螺旋钢弹簧、连接板、钢丝束、上固定螺栓和下固定螺栓；至少两条所述液体粘滞阻尼器连接在所述质量块和连接板之间；至少两条所述螺旋钢弹簧连接在所述质量块和连接板之间；所述上固定螺栓和下固定螺栓分别设于所述连接板和质量块上；所述钢丝束的两端分别与所述上固定螺栓和下固定螺栓连接且位于所述质量块和连接板之间。
4.根据权利要求1所述的地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，所述支撑结构的数量与所述三维隔振支座的数量相同；每个所述支撑结构对应每个所述三维隔振支座的位置设于所述上顶板上。
5.根据权利要求1所述的地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，所述竖向TMD减振装置还设于所述上顶板上；相邻的两个所述三维隔振支座之间均具有至少一个位于所述上顶板上的所述竖向TMD减振装置；每层所述楼板上排列布设有若干个所述竖向TMD减振装置。
6.根据权利要求1所述的地铁上盖低频隔振减振结构，其特征在于，所述支撑结构为支墩或剪力墙。
7.地铁上盖低频隔振减振结构的设计方法，其特征在于，用于施工形成如权利要求1至6任意一项所述的地铁上盖低频隔振减振结构，所述设计方法包括如下步骤：
S1.根据建筑图，利用结构分析有限元软件和BIM技术建立地铁上盖结构的有限元模型；
S2.布设三维隔振支座；
S3.进行水平地震验算，计算出三维隔振支座水平地震验算数值和竖向减振验算数值，其中，水平地震验算数值包括层间位移角、竖向应力、水平变形限值；竖向减振验算数值包括竖向变形数值；
S4.利用上述计算出的水平地震验算数值与设定的水平地震验算范围进行水平地震验算，其中，设定的水平地震验算范围包括设定的层间位移角范围、设定的竖向应力范围、设定的水平变形限值范围；
S5.判断上述计算出的水平地震验算数值是否满足设定的水平地震验算范围；
若是，则执行S6步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
S6.进行隔振竖向减振验算，利用上述计算出的竖向减振验算数值与设定的竖向减振验算的范围进行竖向减振验算；
S7.判断上述计算出的竖向减振验算数值是否满足设定的竖向减振验算的范围；
若是，则执行S8步骤；
若否，则重新执行S1步骤；
S8.确定竖向TMD减振装置的减振频率点；
S9.根据上述的减振频率点，确定单个竖向TMD减振装置的设计参数，其中，设计参数包括竖向TMD减振装置的阻尼比、圆频率、阻尼系数和竖向总弹簧刚度；
S10.布设竖向TMD减振装置的位置；
S11.检验竖向TMD减振装置的位置是否满足设定的减振效果；
若是，则结束，导出施工图纸；
若否，则重新执行S8步骤。
CN202110910409.7A 2021-08-09 2021-08-09 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法 Active CN113684941B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110910409.7A CN113684941B (zh) 2021-08-09 2021-08-09 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110910409.7A CN113684941B (zh) 2021-08-09 2021-08-09 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113684941A CN113684941A (zh) 2021-11-23
CN113684941B true CN113684941B (zh) 2023-03-10

Family

ID=78579228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110910409.7A Active CN113684941B (zh) 2021-08-09 2021-08-09 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113684941B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114407947B (zh) * 2022-01-19 2023-06-23 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 轨道车辆地板及轨道车辆
CN114482406B (zh) * 2022-02-28 2023-07-18 东南大学 一种适用于地铁车站的隔振柱

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108222308A (zh) * 2018-01-17 2018-06-29 中国中元国际工程有限公司 一种地铁上盖建筑物振震一体化控制结构及设计方法
CN108301523A (zh) * 2018-01-17 2018-07-20 中国中元国际工程有限公司 一种地铁上盖建筑物振震一体化控制结构及设计方法
WO2019038614A1 (en) * 2017-08-19 2019-02-28 Sarraf Sadyar GEO-ISOLATOR (SEISMIC ISOLATION SYSTEM SUB-TERRAIN)
CN109610670A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 深圳防灾减灾技术研究院 地铁上方盖建筑物用三维隔震系统
CN209538440U (zh) * 2018-12-17 2019-10-25 广东工业大学 一种适用于调谐宽频带激励的新型tmd振动控制系统
CN212716101U (zh) * 2020-07-01 2021-03-16 上海万科企业有限公司 一种新型tod上盖板隔震转换结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019038614A1 (en) * 2017-08-19 2019-02-28 Sarraf Sadyar GEO-ISOLATOR (SEISMIC ISOLATION SYSTEM SUB-TERRAIN)
CN108222308A (zh) * 2018-01-17 2018-06-29 中国中元国际工程有限公司 一种地铁上盖建筑物振震一体化控制结构及设计方法
CN108301523A (zh) * 2018-01-17 2018-07-20 中国中元国际工程有限公司 一种地铁上盖建筑物振震一体化控制结构及设计方法
CN209538440U (zh) * 2018-12-17 2019-10-25 广东工业大学 一种适用于调谐宽频带激励的新型tmd振动控制系统
CN109610670A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 深圳防灾减灾技术研究院 地铁上方盖建筑物用三维隔震系统
CN212716101U (zh) * 2020-07-01 2021-03-16 上海万科企业有限公司 一种新型tod上盖板隔震转换结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
隔震技术在地铁上盖建筑结构中的应用分析;林志波;《福建建筑》;20170701(第07期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113684941A (zh) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113684941B (zh) 地铁上盖低频隔振减振结构及其设计方法
Christopoulos et al. Viscoelastic coupling dampers (VCDs) for enhanced wind and seismic performance of high‐rise buildings
Di Sarno et al. Experimental tests on full‐scale RC unretrofitted frame and retrofitted with buckling‐restrained braces
Pan et al. Engineering practice of seismic isolation and energy dissipation structures in China
Kasagi et al. Automatic generation of smart earthquake-resistant building system: Hybrid system of base-isolation and building-connection
CN110344502B (zh) 一种防屈曲低频隔振橡胶支座
Erdik et al. Seismic isolation code developments and significant applications in Turkey
Mwafy et al. Significance of severe distant and moderate close earthquakes on design and behavior of tall buildings
Zhou et al. Investigations on train‐induced vibration and vibration control of an over‐track building using thick‐layer rubber bearings
Jakubczyk-Galczynska et al. Traffic-induced vibrations. The impact on buildings and people
Vafaei et al. Seismic vulnerability of air traffic control towers
Sheng et al. Base isolation of buildings for subway‐induced environmental vibration: Field experiments and a semi‐analytical prediction model
MacKay-Lyons et al. Enhancing the seismic performance of RC coupled wall high-rise buildings with viscoelastic coupling dampers
Wang et al. A novel crosswind mitigation strategy for tall buildings using negative stiffness damped outrigger systems
CN113684940B (zh) 可减少地铁振动的既有建筑减振结构及其设计方法
Chandra et al. Friction-dampers for seismic control of La Gardenia towers south city, Gurgaon, India
CN113605548B (zh) 具有多级减振防线的轨道交通上盖结构及其设计方法
Özuygur Performance‐based seismic design of an irregular tall building in Istanbul
Aukeman et al. Evaluation of the ASCE 7-05 standard for dual systems: Response history analysis of a tall buckling-restrained braced frame dual system
Martelli et al. Recent worldwide application of seismic isolation and energy dissipation to steel and other materials structures and conditions for their correct use
Zekioglu et al. Performance-based seismic design of a large seismically isolated structure: Istanbul Sabiha Gökçen International Airport Terminal Building
Günaydın et al. Fundamental periods of steel concentrically braced frames designed to Eurocode 8
Alrudaini A new mitigation scheme to resist the progressive collapse of reinforced concrete buildings
CN104120803A (zh) 一种用于新建耗能减震结构的优化设计方法
Žižmond et al. The risk‐targeted verification model of earthquake‐induced sliding displacement of low‐rise thermally base‐insulated buildings

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant