2 垂向振动加速度级

　　标准给出的计算垂向振动加速度级公式[5]为

　　La=20lga/a0 (3)

　　式中La为垂向振动加速度级,单位为分贝(dB);a0为基准加速度值,a0=10-6m/s2;a为振动加速度有效值,单位为m/s2。

　　为了求出垂向振动加速度级并能够和标准规定的1/3倍频程各频段对应的垂向振动加速度级限值比较,将第1部分模型和激励算得的结构在时域内的垂向振动加速度响应进行频谱分析,

　　式中　Ck表示复傅里叶系数;

　　xm表示按第1部分模型和激励计算获得的结构垂向振动加速度时程响应;N表示xm的总个数。对第n个1/3倍频程频段内的复傅里叶系数Cn(j)进行离散Fourier逆变换,得到对应于第n个1/3倍频程频段内的加速度时程xn(k),

　　3 计算结果及分析

　　3·1 房屋自振特性

　　利用有限元方法计算分析所述平面框架的自振特性,表2列出前20阶自振频率,表中x表示沿框架平面的水平方向,y表示竖直方向。数据表明,结构的竖向振动频率非常密集,第20阶频率为19.45Hz,第40阶自振频率也只有22.65Hz(因篇幅有限,高阶的自振频率表2中未列出)。另一方面,地铁引起地面振动的频率多在35Hz以上,可见房屋自振频率要远低于地铁振动激振频率。

　　3·2 地铁振动引起建筑物振动特点

　　1)加速度响应

　　图6和图7分别给出工况A,即仅有竖向激励和工况B,即水平、竖向激励同时作用时,最右边跨跨中节点的水平和竖向峰值加速度响应沿楼层变化曲线。从图中可以看出,竖向振动引起结构水平向振动很小(最大仅为0.16gal),反之亦然,说明地铁引起房屋的振动以竖向振动为主;振动加速度响应沿房屋高度呈衰减趋势,但不明显。

　　2)垂向振动加速度级

　　图8绘出工况A情况下激励加速度级曲线、楼层最大振动响应加速度级曲线和标准规定垂向振动加速度级限值曲线。其中,考虑到所述工程的特殊要求,振动加速度级限值取标准规定的最小限值。因篇幅有限,其他数据和曲线图未给出。

　　由图8可以看出,在1Hz—40Hz的频率范围,垂向振动加速度级均低于规范标准值;40Hz—80Hz的高频范围,若干节点垂向振动加速度级超过标准限值,其中,1/3倍频程中心频率为63Hz时,第一层最右列梁柱交节点最大振动加速度级为89.85dB,超出标准4.75dB。说明地铁振动以高频振动为主。

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