对环境诱发建筑振动防治措施的探讨

摘要：文章针对环境振动诱发的建筑物振动问题,通过振动的振源、传播和建筑物动力学性能的理论分析,从控制振源、阻断振动传播途径以及加强结构自身抗震性能三个方面提出了相应的防振减振措施,为减少环境振动对建筑的影响提供相关的建议和意见.

关键词：环境振动；建筑结构；振动控制

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

引 言

目前，国际上七大环境公害就包括振动，由此可见当今人们习以为常的振动对人们的生活、学习和工作已经造成了很大的影响，其中以环境振动尤为突出。而今襄阳市发展步伐快速向前，随处可见的在建项目也显示了襄阳经济发展的繁荣气象，因而也相继出现了许多环境振动对建筑物造成的倾斜、裂缝等问题，所以有效控制与治理本地区环境诱发建筑振动的事例具有重大社会和经济意义。

针对环境振动给居民以及建筑结构带来的负面影响，一般我们可以从振源、传播途径和建筑结构自身三个方面入手，尽量减少环境振动对建筑结构的负面影响。

1 控制振源

振源控制是解决环境诱发建筑振动最为有效的方法。目前襄阳的在建项目很多，最大的振源就是施工机械振动，如打桩、夯实等，解决工程实际中的此类振动主要有四个途径：一是理想环境、合理布局能减小振动，避免共振发生。将同类机械设备的振动方向呈对称或反对称布置，避免多台运行时处于同向状态，以便使其振动在不同相位上匀相有所抵消，达到相匀减弱，从而减少振动影响；二是加大设备基础以提高地基刚度。可以采用桩基或灌注水泥浆胶结松散地基，使设备基础建造在一个比较稳固的地基上，达到有效减少基础振动的效果。扩大底面积加深基础能有效减少垂直振动，加大基础上部面积及加强地面与设备基础上部的整体连接能很大程度减少水平振动，把同类设备联合在一起既可以提高地基刚度，又可增加基础质量，降低基地应力，从而达到减少振源振动；三是隔离振源减少振动能量的输出。在机械设备较少，干扰明显的情况下，宜采用积极隔振或将振源迁移到较远的地方，对扰力较大的机械设备，应采取隔离振源措施，并经过严格的隔振计算，采用性能优越的钢弹簧加阻尼装置和剪切型橡胶减震器以取得满意的效果；四是振子减振。振子减振的原理是在振动的设备上加设振子，振动时，阵子对设备形成反方向的激振力，从而达到减振目的。理论上可以完全使设备达到无振动状态，虽然实际当中由于环境技术等条件限制不能达到无振动，但确实有显著减振效果。

2 阻断传播途径

对于某些振源无法有效控制时，可以从传播途径着手治理，采取使传播介质传递振动能量削弱的方法，如在振源和建筑之间挖隔振沟的措施、建隔振墙及对道路进行特殊做法等。

隔振沟是使振动能量在传播的过程中进行消耗的较好方法，它不需要对建筑结构做任何改动，也不需对产生“振源”的工业机械停厂改造，唯一的工程就是在振源与建筑物间挖一条具有一定深度的沟，并在沟中填充松散软介质。当应力波传至隔振沟时，由于断层刚度小，应力波大部分能量被吸收或反射，能起到较好的隔振效果。建隔振墙的方法能防止地铁和其它同类振动对建筑物的干扰，利用向地层下打入柱桩,形成柱列或柱阵来获得显著的减振效果的,所以对道路进行特殊处理能防止汽车振动对邻近建筑的危害，可将建筑周围的路面设计为柔性路面,并适当加厚沥青层面,以便吸收振动能量,减小振动的影响,必要时还可限速减振,或限时运行,避开干扰时间。

3 加强建筑结构自身抗振

建筑振动的产生主要是环境振动的主频率与结构自身频率相近，有效减小振动的发生主要是改变结构自身的动力特性。通常改变建筑结构自身动力特性主要有增加建筑物的质量、基础隔振、增加建筑刚度等方法。

其中方法一增加建筑物质量有效且合理的做法有加层、夹层、建造屋顶花园等等，并且屋顶花园还可以作成调谐质量阻尼器来吸收振动能量，在很大程度上减少了建筑振动，当然这种方法仅限于有足够承载力的基础结构；方法二基础隔振可以采用刚性和柔性的方法，达到减少振动输出的目的，例如可以在新建建筑的基础和地面间设置橡胶垫、玻璃纤维毡减振垫层、软木减振动垫层、复合式隔振装置等等；另外加固基础和构件可增加建筑刚度。方法三适当调整建筑刚度，如采取增加次梁以减小楼板跨度来增加了楼板刚度,同时采取加大截面法增加次梁刚度,以减小次梁在振动荷载下的线位移调整建筑结构构件自身的刚度,使构件的固有频率远离机器设备的强迫振动频率。这样均能有效减少建筑结构振动的发生。

结 语

随着现在建筑施工任务的加大和交通运输事业的不断发展，由大型机械和车辆引起的环境振动对建筑结构的影响越来越严重，各相关部门和个人应予以足够的重视，采取相应的措施。环境振动引起建筑振动的防治对策，对提高环境质量、降低振动水平、提高居民生活质量、保证建筑物安全具有重要的实际意义，并且能够带来一定的社会效益。环境振动引起的建筑振动在理论上有许多工作要做，在实际工程应用方面也有广泛的需求。

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