房屋振动测试分析和探讨

浙江建筑，第２７卷，第５期，２０１０年５月　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．５，Ｍａｙ．２０１０　房屋振动测试分析和探讨　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　丁　华　，张建华　，汪大鹏　，蔡香平　ＤＩＮＧ　Ｈｕａ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａｎ—ｈｕａ，ＷＡＮＧ　Ｄａ－ｐｅｎｇ，ＣＡＩ　Ｘｉａｎｇ－ｐｉｎｇ　（１．中国地质大学地球科学学院，湖ｊＥ武汉４３３０７４；２．浙江有色地球物理技术应用研究院，浙江绍兴３１２０００）　摘要：结合工程实例，通过有效的现场测试，根据其振动特点来查明振动源，并在振动影响及危害程度评判上进行了有益的　探讨，可供同行借鉴参考。　关麓词：房屋振动；振动测试；危害评判　中圈分类号：ＴＵ４３５　文献标识码：Ｂ　文章缩粤：１００８—３７０７（２０１０）０５—００２７—０２　随着交通和建筑施工的快速增长，人们和建筑　来控制或衡量振动量。　物长期处于振动、空气冲击波和噪声中。由于爆破、　根据现场情况，我们将振动测试点均布设于该　振动器、打桩机、路面交通、铁路交通及各种机器产　村委办公楼，１～３层每层均布设２个垂直检波器、　生的地面振动波有时会造成非常大的破坏。因此社　同时测定其振动速度和加速度，另外在３楼还同时　会上此类工程事故和相关民事纠纷也日益增多，如　布设了水平检波器。　何准确判断和评估此类振动给房屋造成的结构损害　该村委办公楼振动测试成果见图１，（ａ）图表明　以及安全影响，已成为国内工程界分析结构事故研　在７　ｍｉｎ左右的测试时间内，振动是持续进行；（ｂ）图　究中较为关注的问题…。　则说明该振动的垂直向能量远大于水平向，因此该振　某３层５开间村委办公楼，及其南侧的三幢３　动是垂直向的；而（Ｃ）图表明该楼层振动频率具有单　层民房，均建造于２００２年左右，但自２００７年以来，　一性（３．９　Ｈｚ），且随着楼层的升高振动能量越大。　该几幢建筑开始不时地振动，每天振动次数达１０次　以上，每次振动持续时间数十分钟不等，振动厉害的　２　振源排查　时候，可以听到玻璃窗“劈里啪啦”作响，为查明该　振动区域的地理环境相对较特殊：西面和南面　区域振动的原因及对其振动危害进行科学地评判，　被小山包围，东面有一条河流，这样就形成了一个封　对其展开了振动测试和分析工作。　闭圈，因此振源只能来自于北侧；由于振动区域较　１　振动测试　小，因此振动源距离不会太远；而振动是持续进行，　且振动频率具有单一性，表明不会是爆破、振动器、　振动引起周边建筑物的破坏，主要是因振动强　打桩机和路面交通等引起。　度超出建筑物各类构件及附属物的抗震设防烈度，　根据上述分析，推断振动源来自于振动区域北　使其遭受连续而又反复的轴向应力和扭曲应力，最　侧距离较近的厂房、车伺等，后根据现场排查，主要　终导致构件之间错位和强度降低。因此要建立振动　集中在一个纺织车间和铸造厂，图２为在该两区域　危害的评价标准，首先必须要测定出振动参量，从而　的测试成果图。　收稿日期：２００９—１２—２２　作者筒介：丁华（１９７９一），男，安徽全椒人，工程师，从事地球物理探测，岩士测试监测工作。　２８　浙江建筑　２０１０年第２７卷　锄２　４　２　Ｏ０　　２　４　Ｏ　１６０　２４０　（ａ）３楼某时段垂直向振动速度图　（ｂ）不同楼层振动速度频谱图　（ｃ）３楼垂直和水平向振动速度频谱图　囤１村委办公楼现场测试成果图　下的土层是淤泥层，对振动源不能有效地阻隔。　因此最终确定该振动区域，是一“受迫振动”，　振动源为相距约１００　ｍ的“纺织车间”，而振动区域　的“地质条件”又放大了振动的幅度。　３危害评判　３．１人体影响　在一定条件下，振动可引起人的主观感觉，当振　动强度大到一定程度时，振动可引起人的不良感觉，　图２震源排查测试成果图　进而可对人体产生较大的心理影响和生理影响，直　由图２可以清晰地看出，铸造厂的振动频率为　至危害人体健康口Ｊ。目前振动对人体的危害一般　１４．１　Ｈｚ，与村委办公楼测试得到的振动频率（３．９　Ｈｚ）相　参照标准《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和　差较大，而纺织车间测试得到的振动频率为３．５　Ｈｚ，　评价准则》　，根据振动频率和振动加速度值来选　与村委办公楼的振动频率极为接近，因此推测振动源　择其安全允许的暴露时间。　为纺织车间。后根据上述测试结果，由政府出面进行　验证：当纺织厂停工、办公楼就不晃动，恢复开工、办公　楼又开始晃动，从而进一步确定了振源是“纺织车间”。　但图２测试成果又反映出一个问题：纺织车间　附近的振速仅为０．３２　ｃｍ／ｓ，距其达１００　ｍ左右的村　委办公楼及周边民房应该不会出现明显的振感。后　对振动区域的地质情况又做了进一步的了解：发现　振动区域内有两层泥炭层，一层深１．５—１．８　ｍ，另　一层深３．０～３．３　ｍ，厚度均为３０　ｃｍ左右　泥炭层比　图３加速度测试成果频谱图　较松软，如同“弹簧”一样，在外力作用下会产生一定　的波动；泥炭层之间的粉土层，孔隙比较大；泥炭层以　（下转第３６页）　３６　浙江建筑　２０１０年第２７卷　（上接第２８页）　图３为测试得到的振动加速度频谱图，由图可看　出振动主频在４　Ｈｚ左右，振动加速度为０．２５　ｍ／ｓ　，按　照标准可得其安全允许暴露时间为２．５　ｈ，而实际调　查表明，该区域每天振动时间均在８　ｈ以上，远超过　判，相对偏轻。　笔者认为振动时间具有持续性的，其对房屋结　构破坏的评判可参照爆破安全规程　，但安全允许　振速应予以减半。以本次工程为例，安全允许振速　应取１．０～１．２５　ｃｍ／ｓ，而实测最大振速为１．５　ｃｍ／ｓ，　安全允许暴露时间，对人体健康产生一定的危害。　３．２　房屋结构　超出了安全允许振速，对房屋结构会产生一定的危　害，该评定结果较为符合实际情况。　振动引起周边建筑物的破坏，主要是因振动强　度超出建筑物各类构件及附属物的抗震设防烈度，　使其遭受连续而又反复的轴向应力和扭曲应力，最　终导致构件之间错位和强度降低。目前振动对建筑　４　结　语　（１）当前振动公害对构筑物安全和人们生活的　不良影响已越来越显著，应通过合理的测试方法来　准确地测定出振动参量值，分析其振动特点，从而准　确、快速地排查出振动源；　物的危害一般参考现行标准《爆破安全规程》　，根　据房屋结构和振动频率选择其安全允许振速。　本次测试的办公楼应属于“一般砖房、非抗震的大　型砌块建筑物”，测试得到的振动主频为３．９　Ｈｚ（＜１０　ｒＩｚ），按现行规程可得其安全允许振速为２．０～２．５　ｃｍ／　（２）振动对人体影响的危害，可依据现行标准，　综合振动主频、振动加速度和暴露时间等三个参量　来加以评价；　（３）振动对房屋结构的危害，可参考爆破规程，　ｓ，而实测最大振速１．５　ｃｍ／ｓ，尚未超出安全允许振速。　３．３　分析探讨　振动对人体的影响，目前一般采用的评判标准　是综合了振动主频、振动加速度和暴露时间等三个　参量，分别考虑到了人体敏感频率、振动能量和人体　承受时间能力三个方面，评判结果相对较为合理，能　但具有持续性特点的振动，其安全允许振速应减半。　参考文献　［１］林中龙．非地震振动下房屋结构检测技术探讨［Ｊ］｜广东土木　与建筑，２００６（１１）：５７—６０．　够准确地反映出实际振动情况对人体的危害性。　而振动对房屋结构破坏评判，参考的是爆破规　程，但实际上由厂房机器、交通、打桩机等产生的地　面振动，由于振动时间较长，其危害性远远大于爆破　振动，因此采用爆破安全规程　对其危害性加以评　［２］　中国工程建设标准化协会建筑振动专业委员会．建筑振动工　程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２：６９．　［３］　航天医学工程研究所．ＧＢ／Ｔ　１３４４２．１９９２人体全身振动暴露的舒适　性降低界限和评价准则［ｓ］．北京：中国标准出版社，１９９２．　［４］　中国工程爆破协会．ＧＢ　６７２２￣００３爆破安全规程［ｓ］．北京：中　国标准出版社，２Ｏ０４．