建筑结构晃动工程实例
结构抗震概念设计的工程实例分析_肖风林
2334 年第 5 期 # 总第 6# 期 $
大 众 科 技
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结构抗震概念设计的工程实例分析
建筑结构晃动工程实例讲解
(一) 前言 (二) 武钢炼铁厂7#高炉 (三) 武钢烧结厂203转运站 (四) 鄂钢4号高炉斜桥 (五) 武钢一炼钢CD跨 (六) 小结
(一) 前言
建筑物所受到的振动主要是来自设备、建筑施工及交通 的影响，主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础 变形或下沉等，严重的甚至倒塌。
动特点，属有阻尼的简谐振动，从结构开始接受冲击到振动
达到最大值、再到振动衰减到正常状态的时间大约在6～9秒 之间，有比较明显的振动增大和衰减段。
各测点最大位移测试结果
测区 1＃ 1＃ 2＃ 2＃ 3＃ 3＃
测点标高 42.0m 39.0m 29.0m
测试项目 单峰值(mm)
南北向位移
4.6
东西向位移
计算结构加固方案
10
5
0
0.64
0.26
0.17
01..0131
测点2
测点3
测点4
测点5
蓝线表示工况Ⅰ：正常生产（吊车未行驶） 红线表示工况Ⅱ：吊车空车运行,大车、小车往复运行
加固前后在天车荷载作用下平台水平位移测试结果(mm)
位移(mm)
25 23.14
20
15
16.02
10
5 3
0 测点2
2.1 测点3
01..127 测点4
3.7
东西向位移
3.2
南北向位移
4.9
南北向位移
3.5
东西向位移
3.0
峰峰值(mm) 8.6 7.8 6.0 9.1 7.0 5.6
加固方案
转运站结构变形的主要途径是增大结构的刚度，而增大结 构刚度一般有两种途径：增大结构构件的截面和采用刚度 更大的结构形式(原来增设钢支撑的加固方案也属此类)。 根据以上思路提出如下两种加固方案：
工程结构的抗震和抗风设计(1)
通过在地基上设置滚轮或球体等滚动元件，使建筑物在地震时发生滚动，从而减轻地震力 对结构的作用。
消能减震技术及应用
金属耗能器
利用金属的塑性变形能力，吸收和消耗地震或风振产 生的能量。
摩擦耗能器
通过摩擦产生热量来消耗振动能量，降低结构的动力 反应。
粘弹性阻尼器
利用粘弹性材料的耗能特性，减轻结构在地震或风荷 载作用下的振动。
结构体系选择
采用刚度大、阻尼比高的结构体系，如框架-核心筒结构 、钢框架-支撑结构等，提高结构的整体抗风能力。
加强构件设计
对关键构件如柱子、梁、楼板等进行加强设计，提高其承 载力和变形能力。
大跨度桥梁抗风措施
桥塔设计
采用合理的桥塔形状和截面形式，提高桥塔的稳 定性和抗风能力。
主梁设计
通过优化主梁截面形状和气动布局，减小风致振 动和涡激振动对桥梁的影响。
耗能装置
在桥梁关键部位设置耗能装置，如金属屈服耗能器、摩擦耗能器等 ，通过耗能来减轻地震对桥梁的破坏。
结构冗余度设计
通过增加桥梁结构的冗余度，如设置多余墩柱、加强横梁联系等，提 高桥梁的整体性和抗震性能。
地下结构抗震措施
土体加固
对地下结构周围的土体进行加固处理，如注浆、高压旋喷桩等， 提高土体的承载力和抗震性能。
的能量。
消能减震技术
利用阻尼器、耗能支撑等装置吸收 和消耗地震能量，降低结构的地震 反应。
结构优化
通过改进结构形式、增强构件刚度 、提高连接性能等手段，提升结构 的整体抗震能力。
桥梁结构抗震措施
减隔震支座
在桥梁墩台与上部结构之间设置减隔震支座，实现地震时桥梁上部 结构的相对位移，减小地震力对桥梁的影响。
建筑结构抗风抗震及大跨度建筑实例
建筑结构抗风、抗震，大跨度建筑实例一．什么形态的建筑有力于结构抗风，为什么？选择一个建筑实例进行说明，并附说明图片。
答：1.基础较大的建筑：与上层建筑形成共同体系，达到能有更高的刚度与整体稳定，最后达到防风抗震。
2.较为低矮的建筑：风力作用会随测试点高度的增大而增大，故而较低矮的建筑受风力作用较小。
3.附近有阻风结构的建筑：阻风结构可分散风力，有利于主体抗风。
4.表面光滑的建筑：建筑物表面粗糙会增大风力作用。
5.形体方面：对建筑物的体型的设计，以达到减少风荷载对建筑物的影响，或者使风产生不了风旋涡，从而不会使建筑物产生风振。
减少受风荷载的面积，并且扰乱大气气流．使产生的涡流对高层建筑的摇摆振动减小。
流线型平面：圆形，平面比矩形可减小风荷载20%~40%。
椭圆形，比矩形可减小风荷载27%。
三角形，矩形切角可减少转角风压集中。
截锥状体形：小上下大，减小倾覆力矩。
外柱倾斜，增大抗推刚度，产生反向水平分力，可使侧移减小10%~50%。
减小高宽比：高宽比是衡量高层建筑抗推刚度和侧移控制的主要指标，一般H/B＜6增设透空层：利用设备层或结合中庭透空泄压。
并联高楼群：将单体高层建筑顶部利用立体桁架连为并联高楼群，其顶点侧移可减为独立悬臂结构的1/4左右。
例如：上海环球及融中心结构分析图上海环球及融中心：总高度492米，地上101层，地下3层1.将建筑建成锥形。
建筑越到上层，风力就越强。
所以，为了减少建筑在风力更强的位置的表面面积，直接将建筑设计得越往上越窄。
（可以把建筑设计成锥形，比如像伦敦的碎片大厦那样，也可以设计成一段一段的阶梯状，比如芝加哥的威利斯大厦那样。
）2.将建筑的棱角变得圆滑。
生硬的棱角不抗风，所以，摩天大楼的棱角通常都是圆角。
不过，还可以通过在边缘切小口达到类似的效果。
以台北101为例。
3.在建筑上打开一些孔洞。
上海的环球金融中心和沙特的王国中心这样的摩天大楼都在大楼顶部开了一个孔，让风正好从风力最强的位置穿透建筑。
框架结构工程事故案例分析
框架结构工程事故案例分析1.引言由于衡宇倒塌事故在建筑工程中时有发生，不仅带来人员的伤亡，给工程本身也带来庞大的经济损失。
虽然建设部为此采取了一系列预防办法，但衡宇倒塌事故仍然时有发生，而且事故的性质有愈来愈严重的趋势，主要表此刻：从局部倒塌发展成整体倒塌；施工中倒塌演变成利用中倒塌；从农房、乡镇倒塌扩展到城市衡宇倒塌；倒塌的面积不断扩大，伤亡人员大幅度增加。
由于现今衡宇多为现浇框架结构，在此通过一个实例以揭露现浇框架倒塌的常见原因和预防办法。
2.案例分析广西藤县某信用综合楼为7层现浇框架结构工程，建筑面积2400m 。
1995年8月动工，1996年5月完成主题结构，1996年6月28日7时发现底层一根中柱出现裂痕，位置在设计高层0．2～0．5m，15时左右该柱钢筋已外露，并向柱边弯曲。
虽然采取了用杉圆木、槽钢等临时支撑加固。
可是没能阻止衡宇的倒塌，当天21时整楼分两次倒塌，所幸人员及时撤离而无伤亡。
事后通过度析和调查，该综合楼倒塌的主要原因有以下几方面：(1)结构布置不合理，见图1。
这是框架破坏首先出此刻③～⑩两轴线相交的柱的重要原因。
(2)设计计算错误。
主要有：没有考虑风荷载，有些荷载值取得偏小；底层框架柱的计算高度取值偏小；柱截面尺寸过小，如底层柱高8m，柱截面仅为350mm~600mm；框架配筋不足，例如③轴线上的3根柱，实际配筋比计算值少24．1％～54．9％，③轴线的框架梁配筋少52％～67％。
(3)钢筋大部份为不合格品。
倒塌后取样检查钢筋实际直径比钢印直径小，差值较大，力学性能实验有64％不合格。
钢筋既无出厂合格证，又无送检实验报告。
(4)混凝土质量低劣。
水泥无合格证，混凝土不做配合比实验，施工现场不留试块，无法控制混凝土质量。
从倒塌现场看，混凝土内石多砂少，砂细且含泥量高，个别处还发现混凝土内有大片石260mmx250mm，混凝土中有的碎石与水泥没粘结。
混凝土与钢筋无粘结力。
为检查混凝土的实际强度，钻芯取样时，承台混凝土取不出芯样，在柱、梁取芯17个，龄期超过45d，实际强度6．1～10．2N／mm(设计为C20)，底层为6．6N／mm2。
建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例
建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例建筑结构检测鉴定通常包括对建筑物的结构材料、结构形式、结构性能等方面进行全面的检测和评估。
通过检测鉴定，可以判断建筑物的使用年限、承载力、刚度等重要参数，评估结构的稳定性和耐久性，为加固设计提供依据。
建筑结构检测鉴定的方法比较多样化，常用的有非破坏性检测和破坏性检测两种。
非破坏性检测主要采用无损检测技术，如超声波检测、红外热像仪检测、雷达检测等，可以在不破坏建筑物表面的情况下获取结构的信息。
而破坏性检测则需要取样进行实验室测试，如抗压强度试验、抗拉强度试验等，可以获取更加准确的结构性能参数。
建筑结构加固是在检测鉴定基础上，通过采取一定的措施，提高建筑物的承载能力、改善结构的稳定性和抗震能力，从而确保建筑物的安全使用。
常用的加固方法有加固梁柱节点、加固承重墙、加固悬挑结构等。
在加固设计中，需要综合考虑结构的材料特性、原始结构的问题、加固材料和加固方法的选择等因素。
以下是一个实际的工程实例，对建筑结构检测鉴定与加固进行说明。
高层住宅的居民反映了楼房存在明显的震动和墙体开裂问题。
为了解决这一问题，需要对该建筑物的结构进行检测鉴定和加固。
在检测鉴定阶段，工程师首先进行了现场勘测，观察并记录了墙体的开裂情况、楼板的下沉程度等。
然后进行了非破坏性检测，采用了超声波检测仪对墙体和楼板进行了全面检测，发现了一些结构材料的脱落、裂缝等问题。
为了进一步确认结构的安全性，还进行了抗压强度试验和抗拉强度试验，结果显示部分构件的强度已经严重下降。
在加固设计阶段，工程师根据检测鉴定的结果，制定了相应的加固方案。
首先，对于墙体的开裂问题，采用了加固承重墙的措施，通过在墙体上部加设加固钢筋和混凝土封闭墙体裂缝，提高了墙体的整体受力性能。
其次，对于楼板的下沉问题，采用了在楼板下增设加固层的措施，通过在楼板下方布置加固钢筋和架设钢筋网，提高了楼板的刚度，减少了下沉的程度。
最后，针对构件强度下降的问题，采用了钢板加固的措施，通过在构件外侧贴设钢板，增加了构件的承载能力。
复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例
复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例随着技术的发展，越来越多的复杂超限高层建筑拔地而起。
然而，这类建筑由于高度和结构等因素的影响，抗震设计就显得尤为重要。
以下是有关复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例的一些建议。
一、设计指南：1. 充分考虑建筑的特殊性复杂超限高层建筑往往呈异形或曲线形状，内部布局也较为复杂。
因此，在抗震设计前，应充分考虑建筑的特殊形状和特点，进行合理的分析和研究。
2. 采用有效的结构形式针对复杂超限高层建筑的特殊性，建议采用抗震性能优异的框架-筒结构、框架-剪力墙结构、框架-支撑结构等有效的结构形式，以保证建筑的整体稳定性。
3. 采取合适的防震措施除了结构形式的合理设计，合适的防震措施也非常重要。
例如，可以采用减震器、防震支承器、隔震层等措施，以有效减少建筑产生的震动，提高其抗震性能。
4. 建筑材料的选取与应用建筑材料的选取与应用也是抗震设计的重要方面。
建议选择抗震性能优良的材料，例如高强混凝土、钢结构等，以确保建筑的稳定性。
二、工程实例：1. 北京国际财经中心北京国际财经中心是一座高达330米的复杂超限高层建筑，采用框架-支撑体系和混凝土和钢结构相结合的建筑材料，以充分保证其整体抗震性能。
2. 上海环球金融中心上海环球金融中心高度达到632米，采用框架-剪力墙结构和混凝土和钢结构相结合的建筑材料，具有很强的抗震性能。
3. 广州塔广州塔高度为610米，采用多种结构形式，例如钢桁架、钢筒等，以保证建筑的稳定性。
此外，还采用了震动减缓器等多种防震措施，以提高抗震性能。
综上所述，复杂超限高层建筑的抗震设计十分重要。
设计人员应根据建筑的特殊形状和特点，采取有效的结构形式和防震措施，选择抗震性能优良的建筑材料，以确保建筑的稳定性。
钢结构设计中的振动问题
钢结构设计中的振动问题摘要：随着社会的发展与进步，重视钢结构设计中的振动问题对于现实生活具有重要的意义。
本文主要介绍钢结构设计中的振动问题的有关内容。
关键词：振动；钢结构；设计；原因分析；问题；中图分类号：tu391文献标识码： a 文章编号：引言钢结构的动力计算是结构设计中应重视的问题, 特别是当设备转速较低时( 转速f < 100 r/min) , 如果忽视或仍按静力方法加大安全系数来考虑设计中的动力影响, 将导致建筑物建成后不能正常使用。
一、实例简介在某化工重点工程项目中, 设计采用钢结构框架支撑搅拌器等设备, 建成后设备试运行时,钢结构框架出现了共振现象。
框架大幅度晃动,导致设备不能正常运行, 支架上的工人不能正常操作, 仪表无法读数。
相同型号的2 台搅拌器, 分别支撑于钢结构支架的平台上, 平面布置见图1、图2。
图中的单位, 除标高为m, 其余均为mm。
支架四边布置了柱间支撑, 由于贮液罐之间连通管道较多, 框架kj- 2, kj- 3 的平面内未布置柱间支撑。
搅拌器设计荷载: 重力w1 为90 kn, 动扭矩t 为30 495 n*m; 搅拌器输出转速f 为56 r/ min; 搅拌器电机功率p 为90 kw。
二、原因分析当设备旋转时, 支架结构将随之旋转振动。
文献[ 3] 规定: 动力设备置于钢平台上时, 应按专门规定进行结构动力计算。
结合本文实例,如果楼盖为刚性, 在力矩t 的作用下, 楼层整体绕刚度中心产生旋转振动, 楼层整体形状保持为矩形不变( 见图3) 。
支架四周均设置了柱间支撑, 由于柱间支撑水平刚度很大, 其受支撑平面内的水平力作用时, 水平振幅趋于零, 相当于刚性填充墙,所以楼层转角趋于零。
在实例中, 根据设计的钢楼盖构造, 楼盖应为弹性, 在力矩t 的作用下, 楼层整体绕刚度中心产生旋转振动时, 楼层整体形状将随之改变( 见图4) , 即使转角趋于零, 边缘框架水平振幅趋于零( 边缘框架有柱间支撑) , 水平刚度较小的kj- 2、kj- 3 仍有较大振幅, 因此仍应考虑旋转振动的影响。
建筑振动工程手册
建筑振动工程手册
建筑振动工程手册是一本介绍建筑振动工程理论、计算和实践的参考书。
它包括了建筑结构振动的原因、振动分析的方法和工具、振动控制的策略和技术等内容。
建筑振动工程手册的主要内容包括：
1. 振动基础知识：介绍建筑振动的基本概念、术语和原理，包括振动的频率、振幅、振动源等。
2. 振动分析方法：介绍建筑振动分析的常用方法，包括有限元法、频响法、模态分析等，并介绍这些方法在建筑振动工程中的应用。
3. 振动控制技术：介绍建筑振动控制的策略和技术，包括减震器、隔振器、吸振材料等的设计和应用。
4. 结构动力学：介绍建筑结构动力学的基本理论和分析方法，包括结构的固有频率、阻尼比、损耗系数等。
5. 振动对人体的影响：介绍建筑振动对人体的影响和评价标准，包括振动对人体的舒适性、健康和安全的影响。
6. 实例分析：通过实例分析，介绍建筑振动工程的实际应用，包括建筑物的振动评估、振动控制方案设计等。
建筑振动工程手册是建筑结构工程师、建筑物振动控制工程师、
建筑物设计师等相关人员的必备参考书，也适用于建筑工程师和结构工程师的学习和研究。
建筑结构振动原因及减振措施
通过系统分析建筑结构在人的活动及设备振动等使用荷载的激励下产生振动的成因及危害，指出现行建筑结构抗振设计方法的不足并提出了改进措施，对采用TMD减振技术解决结构振动问题提出了自己的看法，同时对建筑结构振动的远端传递问题进行了分析，提出了建立设备、结构整体有限元分析的解决方法，为消除结构共振问题提供了系统的解决方案。
关键词：结构振动；结构抗振；技术减振；振动远端传递建筑结构在人的活动及设备振动等激励下产生振动的问题虽然是工程界的一个老问题，但已有的文献也仅是分别从结构抗振或技术减振的某单一方面进行分析论证，研究振动远端传递问题的文献仅限于在出现结构振动问题后从结构加固方面进行分析论证;实际上建筑结构振动问题是一个综合性的问题，工程设计中需对其进行系统性的分析;实践中的情况也是大抵如此，近年来建筑结构振动问题频频出现也正说明了这个问题。
建筑结构在人的活动及设备振动等激励下产生振动的问题，一方面体现在民用建筑领域内人的活动激励导致的楼层振动，另一方面体现在工业建筑领域内设备振动激励引起的结构振动。
建筑结构振动轻者会影响人们正常生活、工作的舒适度，重者影响生产的正常运行，更严重者会影响建筑结构的主体安全。
解决建筑结构振动问题的思路归纳起来主要在于结构抗振和技术减震两个方面，但更重要是应同时考虑结构振动的远端传递问题［1－3］。
1、结构的抗振措施结构抗振的措施很多，对结构抗振的研究也比较成熟。
相比较振动荷载而言，常规静荷载条件下仅考虑满足结构安全时结构构件的刚度是相对较弱的，结构抗振目的主要是协调结构刚度与振动激励力的频率关系避免结构与振动设备发生共振现象。
在这一前提下，改变结构主体及结构构件的刚度以减弱结构本身对外干扰力的激励响应，通过改变结构的自身频率回避结构自振频率接近干扰频率进而达到结构抗振的目的，是工程设计人员在遇到结构振动问题时首先要考虑的问题。
1.1 振动类型及成因分析PART/01对民用建筑而言，居住类、办公类建筑的振动问题尚不明显，振动表现比较剧烈的主要涉及一些设有较大会议大厅的会展中心类公共建筑、体育场馆类建筑及机场类建筑等，这类建筑的部分楼层在人的活动激励下发生局部楼层振动甚或整栋建筑振动的现象较多。
建筑结构中的振动问题与对策
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建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例
（2）混凝土构件钢筋配置检测
采用ZBL-R650型钢筋探测仪对二次衬砌钢筋混凝土拱圈内配置 的钢筋直径、间距、保护层厚度进行检测，检测结果如表所示。
•混凝土构件钢筋配置检测结果
• 检测结果表明，所检测的混凝土构件内配置的钢筋直径、间距、保 护层厚度基本满足原设计要求。
（3）混凝土构件截面尺寸检测
现裂缝进行加固处理。 3）裂缝处理后该隧道结构可按原设计条件正常使用。
二、加固方案 1. 加固方法简介
根据现场检测本工程采用局部置换混凝土法加固局部破损的混凝土。 （1）置换混凝土加固法的概念
置换混凝土加固法一般用于承重构件受压区混凝土强度偏低或受压区 混凝土有严重缺陷的局部加固处理。其不仅能够应用于新建工程中因混凝 土质量不合格所造成的返工处理，而且还可以用于受冻害、腐蚀、火灾烧 损、地震、强风以及人为破坏的已有混凝土承重结构的修复等。
（2）建议
对于B交1～9轴K2柱、A交9右轴K4柱，A交1～8轴K5柱改造进行改 造。特别注意的是A交1～8轴K5柱的处理。对于柱子的改造宜按下列步骤 进行处理，首先，对改造柱进行临时支撑，用机械钻芯拆除柱的一部分， 最后对柱需改造成牛腿的侧面和底面进行利用电钻打磨，露出钢筋层， 形成适度粗糙表面及便于改造钢筋与原钢筋的焊接。
（2）混凝土的凿除与置换
凿除缺陷部分混凝土置换层，要求置换层上下混凝土面在整体上是 一个凹凸不平的水平面，而不能是斜面或锥面。为减小对原结构混凝土 的损伤，混凝土的凿除采用BOSCH-11型电动凿除机机械凿除和人工修 整相结合的施工方法。凿除过程中，不得损坏柱的竖向主受力钢筋，禁 止用钻子直接打在受力主筋上而导致其受损，凿除时必须做到轻打轻凿 ，严禁重力猛击，应尽可能地减小对结构的冲击破坏。
混凝土工程实例
工程事例2：福州某六层框架结构办公大楼， 工程事例 ：福州某六层框架结构办公大楼，浇 筑第三层框架梁柱时， 筑第三层框架梁柱时，原配合比设计的水灰比为 0.72，已经偏大，浇筑混凝土前夜下了一场大雨， ，已经偏大，浇筑混凝土前夜下了一场大雨， 第二天清早拌制混凝土时， 第二天清早拌制混凝土时，没有扣除骨料中的水 分，增大了水灰比，混凝土浇筑时的坍落度未完 增大了水灰比， 全坍落，浇筑出的混凝土还达不到原设计的50%。 全坍落，浇筑出的混凝土还达不到原设计的 。 结果三层楼的60根柱， 根打掉重浇 损失很大。 根打掉重浇， 结果三层楼的 根柱，48根打掉重浇，损失很大。 根柱
宽扁梁
从受力上分析，宽扁梁大部分材料集中在中和轴附近， 从受力上分析，宽扁梁大部分材料集中在中和轴附近，浪费很 而且钢筋力臂很短，造成抵抗矩小。从材料经济上而言， 大，而且钢筋力臂很短，造成抵抗矩小。从材料经济上而言，明 显不如普通梁。不过综合其他因素，如降低建筑层高， 显不如普通梁。不过综合其他因素，如降低建筑层高，增强建筑 物的使用效果，在某些情况下还是存在综合经济优势的。 物的使用效果，在某些情况下还是存在综合经济优势的
工程事例7： 工程事例 ：美国某大学学生联合会房屋的屋顶 采用双向密肋板，在很多肋上出现了裂缝。 采用双向密肋板，在很多肋上出现了裂缝。调查 表明，裂缝是由于钢筋搭接不当造成的。 表明，裂缝是由于钢筋搭接不当造成的。
工程事例8： 工程事例 ：流沙涌入建设中的上海地铁四号线的 隧道，造成严重的地面沉降。 隧道，造成严重的地面沉降。采用注浆压浆等技 术手段，减少地下流沙的涌动。 术手段，减少地下流沙的涌动。
工程事例1：湖南省浏阳一五层砖混结构， 工程事例 ：湖南省浏阳一五层砖混结构，当主 体接近完工，正在铺设屋面板及天沟时， 体接近完工，正在铺设屋面板及天沟时，整栋建 筑整体瞬间全部倒塌， 筑整体瞬间全部倒塌，其中一个原因是混凝土强 度过低。经测定， 的混凝土大梁， 度过低。经测定，C30的混凝土大梁，实际抗压 的混凝土大梁 强度最低只达到13MPa，C20的混凝土柱，只达 ， 的混凝土柱， 强度最低只达到 的混凝土柱 到7.5MPa。 。
地铁引起的建筑结构振动及噪声分析
隔振 措施 尤 为重要 。 对于 地铁 周边 建 筑结 构来 说 ， 噪声 分 为两类 ： 空 气声 和结 构 声 （ 称 固体 声 ） 又 。其 中 空 气 声 是 指 通 过空 气传 播 而来 的 噪声 ， 比如 说 轮 轨 噪声 通 过 空 气 传播 到车 站结 构 内 。而结构 声 是指 通 过建 筑结 构 传 播机 械振 动和 物体 撞 击 等 引起 的噪 声 ， 比如 由 于地 铁列 车通 过不 平顺 线 路 时 引起 振 动 ， 振 动 冲击 轨 该
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｈ ｉ ｒ ｔｏ ａ ｄ ｎ ｉｅｐｒ ｂ ｅ ｆａ ｂ ｌ ｉ ａ ｈ ｍｏ ｉ ａ ｈａ ｒ ｎ ｌｚ ｄ． ｔ ａ ｔ： ｅ￣ ｂ ａｉｎ ｎ ｏ ｓ ｏ ｌｍｓｏ ｕｉ ｎｇｎｅ ｒｔ ｅ Ｍｅ ｎ Ｓｈ ｎｇ ｉｗｅｅ ａ ａ ｙ ｅ ｄ Ａ ＦＥＭ ｄ ｌｗａ ｓａ ｌｓ ｅ ｏ ｈ ｕ ｌ ｉ ｇ．Ｂｕ ｌ ｉ ｍｏ ｅ ｓｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ ｆｒｔ ｅ ｂ ｉｄ ｎ ｉｄｎｇ’ ｉ ｒ ｔｏ ｃ ｅｅ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｎ ｔｍｅ ｄ ｍａｎ Ｓｖ ｂ ａ ｉｎ ａ ｃ ｌ ｒ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅ ｉ ｉ — ｏ ｉ ｏ Ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｂ ｈｅ ｄ ｎ ｍｉ ｌｓｉ ｉ ｔ ｌｍｅ ｎ ｌｓｓｗｉ ｈ ｒ ｕ ｄ ａ ｃ ｌ ｒ ｔｏ ｎ ｕ ｓａ ｃｕ 。 ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｙ ｔ ｙ ａ ｃ ｅ ａ ｔｃ ｆ ｅ ｅｅ ｎｔａ ａ ｙ ｉ ｔ ｔ ｅ ｇ ｏ ｎ ｃ ｅ ｅ ａｉｎ ｉ ｐ ｔａ ｎ ａ ｔ ａ ｎｉ ｈ ｔｏ ｉｎ．Ｔｈ ｓ ｇ ｏ ｎｄ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｓｒ ｓ ｌｅ ｒ ｍ ｎ ｓｔ ｅ ｔｎ ａ ａ ｉ ｒ ｕ ｃ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｗａ ｅ ｕ ｔ ｄ ｆｏ ｉ — ｉ ｔ ｓｉ ｇ ｄ ｔ ．Ｔｈｅ ｌｖ ｌ ｆｔ ｏ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅ ｓｏ ｈｅ ｓ ｕｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｉ ｂ ｉｄ ｎ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｂｙ ａ ｏ ｓｉ ｎ ｌｓｓ ｍｏ ｅ ．Ａ ｕｉ ｉ ｅ ｒ ｔ ｔｏ ｗａ ｎａｙ ｅ ｓａ ｘ ｍ— ｕ ｌ ｉ ｇ ｗｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｃ ｕ ｔｃ ａ ａｙ ｉ ｄ １ ｂ ｌ ｎｇ ｎ ａ ｈｅ Ｍｅｒ ｓ ａ ｌ ｚ ｄ ａ ｎ ｅ ａ ｄ
悬臂梁晃动程度计算公式
悬臂梁晃动程度计算公式悬臂梁是一种常见的结构形式，广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备中。
在实际工程中，悬臂梁的晃动程度对结构的稳定性和安全性有着重要的影响。
因此，对悬臂梁的晃动程度进行准确的计算和分析是非常重要的。
本文将介绍悬臂梁晃动程度的计算公式及其应用。
悬臂梁晃动程度的计算公式通常基于结构动力学的理论和原理。
在实际工程中，可以采用有限元法或者理论分析的方法来进行计算。
下面将介绍一种常用的计算公式，并结合实例进行说明。
悬臂梁的晃动程度通常可以用振动频率和振幅来描述。
振动频率是指悬臂梁在单位时间内完成的振动周期数，通常用Hz（赫兹）来表示；振幅是指振动的最大位移，通常用米（m）来表示。
悬臂梁的晃动程度与振动频率和振幅有着密切的关系。
一般来说，振动频率越高，振幅越大，悬臂梁的晃动程度就越大。
悬臂梁的晃动程度可以用以下公式来计算：\[D = \frac{a}{L} \times 100\%\]其中，D表示悬臂梁的晃动程度，a表示悬臂梁的振幅，L表示悬臂梁的长度。
这个公式表明，悬臂梁的晃动程度与振幅和长度有关，振幅越大，长度越小，悬臂梁的晃动程度就越大。
下面通过一个实例来说明如何使用这个公式进行计算。
假设有一座长度为10m的悬臂梁，在外力作用下产生振动，振幅为0.2m。
那么根据上面的公式，可以计算出悬臂梁的晃动程度为：\[D = \frac{0.2}{10} \times 100\% = 2\%\]这个结果说明，该悬臂梁的晃动程度为2%，属于较小的范围。
在实际工程中，可以根据这个计算结果来评估悬臂梁的稳定性和安全性，从而采取相应的措施来加强结构，提高其抗风、抗震等能力。
除了上面介绍的简单计算公式外，还有一些更为复杂的计算方法，例如有限元法、结构动力学分析等。
这些方法通常需要借助计算机软件来进行计算，能够更加准确地评估悬臂梁的晃动程度。
在实际工程中，可以根据具体情况选择合适的计算方法，以确保计算结果的准确性和可靠性。
某砌体结构加固实例工程实例 陶玉鹏
某砌体结构加固实例工程实例陶玉鹏摘要：本文根据泰州市某办公用房的加固改造过程中的一些注意事项进行了阐述，分析了如何在砌体结构加固设计中灵活运用各种加固方法，为加固设计人员在进行加固方案选择和方案设计方面提供了一定的参考。
关键词：砌体；门洞；加固1 工程概况泰州市某办公用房改造加固工程为地上一层的砌体结构，办公用房始建于2004 年3月。
甲方要求将现有房屋改造成2层的办公楼。
经技术检测，发现该建筑部分外墙已经老化，凿开表面水泥砂浆层后，该墙体粘土砖的粘结砂浆已经部分脱落，并不同程度地存在斜裂缝，此类墙体需做加固处理。
考虑到二楼的建筑功能以及整体的稳定性，二楼楼板设计为现浇楼面，板厚为130 mm。
墙体门洞的开凿影响了整体结构的稳定性，在施工过程中先做临时支撑再做拆除，保证施工安全及后期结构的整体性。
2改造加固设计与施工2.1墙体加固墙体加固采用面层加固法加强老化墙体。
首先凿除老化墙体墙面粉刷层，基层清理干净并洒水湿润，其次按设计要求打孔安装穿墙螺栓横向纵向间距500mm，外墙面用8mm厚钢板与螺栓连接，内墙面挂钢筋网与螺栓点焊再粉刷50mm厚C15细石混凝土。
墙体加固平面2.2地基基础基础的整体稳定性较好，未发现因地基基础不均匀沉降引起的上部结构构件过大倾斜、开裂和受损现象。
2.3柱加固柱加固本着多保留少破坏的原则，对原有建筑柱采用后绑混凝土柱的加固方法。
具体做法是首先采用扩大截面法在原构造柱的基础上向竖向后绑出400mm形成新现浇混凝土柱，一方面该混凝土柱可作为现浇混凝土梁的可靠支撑，并解决的了梁中受力纵筋入柱锚固问题。
另一方面通过植筋的方法将后绑混凝土柱与原结构构造柱进行有效拉结，使得新旧结构浑然一体，协同工作，达到加固的最终目的。
施工时，可先在原结构构造柱所相邻砖墙处按照后绑混凝土尺寸，边留马牙槎边切割掉原承重砖墙，再后浇混凝土形成后绑柱，留槎切割是为了保证后绑柱与原砖墙之间通过机械咬合达到共同作用的目的。
楼体共振的原理和应用实例
楼体共振的原理和应用实例
楼体共振是指建筑物在受到外部振动力的作用下，因为结构本身的固有特性而产生共振现象。
楼体共振的原理可以归结为以下几个方面：
1. 建筑物的固有频率：建筑物具有固有频率，即结构在没有外界干扰下自然振动的频率。
当外界振动力的频率与建筑物的固有频率接近或相等时，就会引起共振。
2. 弹性承载结构：建筑物通常由多层的弹性结构组成，如柱、梁、楼板等。
这些结构在振动时会张弛自如，从而因为共振而放大外界振动力。
3. 施加振动力的位置和方向：楼体共振也与振动力施加的位置和方向有关。
当振动力施加在建筑物的共同重心位置或与建筑物的主要振动方向相一致时，共振现象更容易发生。
应用实例：
楼体共振是一个不利于建筑物安全和舒适性的现象，因此在设计和施工过程中需要避免或减小共振的发生。
1. 地震工程：地震是一种常见的外部振动力，对建筑物的安全性具有重要影响。
在地震工程中，设计师会考虑地震力与建筑物固有频率之间的关系，以减小共振的可能性，增强建筑物的抗震能力。
2. 风工程：风力也是楼体共振的一种常见原因。
在高层建筑的设计中，工程师会根据建筑物的高度、形状等参数来评估共振的风速范围，并通过设计合理的结构和采取隔振措施来减小共振的影响。
3. 桥梁工程：桥梁结构也容易发生共振现象。
为了避免桥梁在风或交通荷载作用下的共振现象，工程师会对桥梁进行合理的设计和施工，采取减振措施，如设置振动减缓器、阻尼器等。
总之，楼体共振是建筑物工程中需要重点关注的一个问题，合理的设计、施工和维护均可以有效避免或减小共振的发生，确保建筑物的安全和舒适性。
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0.26 测点3
0.17 0.1 测点4
1.11 0.03 测点5
蓝线表示工况Ⅰ：正常生产（吊车未行驶） 红线表示工况Ⅱ：吊车空车运行,大车、小车往复运行
加固前后在天车荷载作用下平台水平位移测试结果(mm) 25 20
位移(mm)
23.14 16.02
15 10 5 0 测点2 3
2.1 测点3
1 8
2
7
1
2
7
3
3 8 4
6
6
1-5水平横向传感器 6-7水平纵向传感器 8竖向传感器
1-4水平横向传感器 5-7水平纵向传感器 8竖向传感器
5
4
5
图1 吊车梁平台测点布置图
图2 除尘管道测点布置图
测试工况
工况Ⅰ：正常生产（吊车未运行）； 工况Ⅱ：吊车空车运行,大车、小车往复运行。
平台结构最大振动幅值测试结果（mm）
建筑结构振动或晃动工程实例
(一) (二) (三) (四) (五) (六)
前言 武钢炼铁厂7#高炉 武钢烧结厂203转运站 鄂钢4号高炉斜桥 武钢一炼钢CD跨 小结
(一) 前言
建筑物所受到的振动主要是来自设备、建筑施工及交通 的影响，主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础 变形或下沉等，严重的甚至倒塌。 建筑物受到振动影响大小主要与如下因素有关： 1.振源的振幅和频率； 2.振源至建筑物的距离和振动传播介质的特性； 3.建筑物类型和陈旧程度； 4.建筑物整体及各部分构件的响应特性。
原设计截面
增设支撑
增设支撑及加大截面
增设支撑及增设剪力墙
部分层计算位移汇总表
序号 1 2 3 4 5 标高(m) -0.1 5.0 29.0 39.0 42.2 U(X) (mm) U(Y) (mm) 原结构 增设钢支撑 原结构 增设钢支撑 0 0 0 0 0.511 0.150 0.529 0.118 7.513 1.819 8.050 1.849 11.690 12.569 2.920 3.219 12.640 14.354 3.154 3.850
(四)鄂钢4号高炉斜桥
鄂钢1号高炉(1080高炉)易地大修工程中的高炉上料斜桥 由武汉钢铁集团设计研究院设计，武汉武钢高炉长寿技术 公司总承包，重庆三环建设监理咨询有限公司监理，中国 第十九冶金建设公司施工，2004年10月建成验收合格、 投入使用。 鄂钢1号高炉(1080高炉)易地大修工程高炉上料斜桥主要 承重结构为两榀焊接钢桁架及空间支撑组成，斜桥桁架下 端支承于混凝土基础，上部支承于高炉钢框架。投产使用 过程中相关人员反应振动较大，尤其是侧向(南北向)振动
0.647 1.957 1.819 5.773
11.690 2.920 8.434 12.569 3.219 9.102
12.640 3.154
14.354 3.850 10.685
小结
1.对该转运站振动测试结果实测南北向最大位移是标高39.0米 平台处，为9.1mm，东西向在标高42.0米平台，为7.8mm。 参照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)的规定： 高层混凝土框架结构的层间侧移标准值不得超过结构层高的 1/550；该转运站结构框架高度约42米(考虑测试位置)，其顶部 侧移限值是42000/550=76mm，实际振动位移明显小于顶部侧 移限值。 参照冶金工业厂房《钢筋混凝土柱设计规程》(YS09-78)的 规定：露天吊车栈桥柱按照独立悬臂柱计算，其吊车梁顶面处 的侧移值应不大于10mm。一般的露天栈桥柱高度不超过20米， 而该转运站结构框架高度约42米，其实测振动最大不超过 10mm，应该在允许的范围内。
测 测 区 点
1 1 2 3 2 4 3 5 7 6.0321 4.4756 6.9427 4.9351
单位：Mpa
下行 均值 变化 幅度 变化幅度 均值
7.5434
上行 极值
5.8553
上行 均值
6.399
下行 极值
5.4370 4.5587
4.997 7.4027 9 7.6841 6.2317 4.266
德国允许振动的标准(DIN4150)
美国建筑结构安全极限的标准
ISO推荐的建筑振动标准
日本烟中元弘归纳的建筑物振动允许界限
1、位移的允许值 (1)R.WESTWATER 普通建筑物 强度特别好的建筑物 (2)A.G.REID 设备和基础结构 可以有轻微受害的场所 住宅和建筑物 教堂、旧纪念馆
6
49.3
13.708
3.843
16.580
5.175
部分层计算位移汇总表
结构形 标 式 高 (m) -0.1 14.0 29.0 39.0 42.2 U(X) (mm) 一 0 2.682 7.513 二 0 三 0 0 0.387 0.971 1.552 1.718 四 五 0 0.502 1.379 2.140 2.362 0 0.288 0.799 1.304 1.455 六 一 0 2.813 8.050 二 0 0.583 1.849 U(Y) (mm) 三 0 2.084 6.335 9.626 0 0.391 1.047 1.672 1.921 四 五 0 0.472 1.433 2.370 2.785 0 0.283 0.844 1.394 1.622 六
5.从理论上讲，2006年6月采取钢支撑加固后效果应不错， 计算结果表明增设钢支撑控制变形的效果比增大构件截面的 方案还要好，与增设剪力墙的效果比较接近；在钢支撑存在 的条件下进行混凝土框架的加固有一定的难度，主要是加固 用混凝土在框架节点处无法同原结构很好的连接，无法保证 两者的共同工作，加固效果无法保证。 6.结合对该转运站结构的振动测试、原结构及加固后结构 的计算分析，认为目前该转运站结构振动是正常的结构反应， 还在结构安全和相关规范要求的范围内，即使不加固，结构 的安全使用也是有保证的；从另外一个角度考虑，也可以对 已加固的钢支撑连接节点进一步进行处理，通过钢支撑的设 置进一步增强结构抵抗变形的能力，使钢支撑作为一种耗能 构件存在，也不失为一种解决问题的思路。
1.2 0.17 测点4
2 1.11 测点5
(三)武钢烧结厂203转运站
203转运站2005年建成投产，该转运站为10层四柱组成的规 则混凝土框架结构，纵横向柱距均为9m，结构高度约50m， 框架柱在29m处截面由900×900变为700×700，从地面到 标高39m基本未设置楼板，在标高39m平台布置混-205皮带 机(南北向)，标高42.2m平台布置混-204皮带机(东西向)， 两皮带机呈90度布置，具体标高39m和标高42.2m结构平面 图。该转运站建成后发现在混-205皮带机、混-204皮带机启 动和停止运行时，结构振动明显，为保证结构安全，2006 年6月设计单位提出了沿框架四周全高设置钢支撑，但厂方
700×700柱 300×800梁 9000
700×700柱
1
39.000平面
2
1
42.200平面
2
图1 皮带机作用平面结构图
300×800梁
9000
9000
将拾振器双向布置在框架柱变截面标高处(29.0m)、皮带机 位置标高39m和标高42.2m处。皮带机的启动对转运站来讲 是典型的冲击激励，在此激励下结构出现比较典型的强迫振 动特点，属有阻尼的简谐振动，从结构开始接受冲击到振动 达到最大值、再到振动衰减到正常状态的时间大约在6～9秒 之间，有比较明显的振动增大和衰减段。
2.在设计单位给定荷载下，该转运站实测最大位移对应位置 的南北方向最大计算位移是11.690mm(标高39.0米平台)，东 西方向最大的位移是14.354mm(标高42.2米平台)，计算位移 比实测值大，说明在皮带机启动冲击荷载作用下该转运站的 变形在允许的范围内，可以认为是一种正常的结构反应。 3.对该转运站考虑两种加固方案的计算结果表明：加大截面 的方案，结构的位移可以减小约25%；将框架结构改为剪力 墙结构后位移可以减小约80%，同时考虑增设钢支撑和增大 构件截面和同时增设钢支撑和增设大洞口剪力墙控制位移的 效果更好。计算结果表明在加固方案实施后可以明显减小结 构的位移，但前期条件是处理好两者之间的构造连接，要原 结构与后增结构协同工作。
各测点最大位移测试结果
测区 1＃
测点标高
1＃
2＃ 2＃
42.0m
39.0m 29.0m
单峰值(mm) 4.6 南北向位移 3.7 东西向位移 东西向位移 南北向位移 3.2 4.9
测试项目
峰峰值(mm) 8.6
7.8
6.0 9.1
3＃ 3＃
南北向位移 东西向位移
3.5 3.0
7.0 5.6
加固方案
0.067mm 0.135mm 0.406mm 0.406mm 0.203mm 0.127mm
2、振动速度允许值 (1)E.BANIK 建筑物基本没有损坏 轻微损坏 损坏较大 损坏严重 (2)E.J.GRANDELL 损坏的危险范围 损坏发生 3、加速度允许值 (1)E.BANIK 安全范围 开始引起损坏
反映采取措施后振动并未明显减小。
B
700×700柱 300×800梁
700×700柱
B
700×700柱 300×800梁
混204皮带机中心线
700×700柱
头轮中心线
混205皮带机中心线
300×800梁
300×800梁
300×800梁
电机中心线
A
A
700×700柱 300×800梁 9000 700×700柱
转运站结构变形的主要途径是增大结构的刚度，而增大结 构刚度一般有两种途径：增大结构构件的截面和采用刚度 更大的结构形式(原来增设钢支撑的加固方案也属此类)。 根据以上思路提出如下两种加固方案： 方案一： 框架柱：沿全高外包钢筋混凝土，混凝土强度等级C35， 加固后的柱截面尺寸均为1100mm×1100mm。 框架梁：外包钢筋混凝土，混凝土强度等级C35，加固后 尺寸为400mm×1000mm。 方案二： 在框架四面沿全高度各层梁柱之间形成带洞口的钢筋混凝 土墙，墙厚400mm。洞口尺寸：6500mm×3500mm。