CC BY
27
СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
УДК 624.04+699.842
АНДРЕЕВА ПЕРАСКОВЬЯИВАНОВНА, магистрант, p. andreeva_90@mail. ru
ШАБЛИНСКИЙ ГЕОРГИЙ ЭДУАРДОВИЧ, докт. техн. наук, профессор, gshablin@gmail. com
Московский государственный строительный университет,
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА НА ВИБРАЦИИ РАСПОЛОЖЕННОГО ВБЛИЗИ ЗДАНИЯ КБ «ВЕРТОЛЕТЫ РОССИИ»
Статья посвящена результатам исследования вибраций здания вертолётного инженерного центра (КБ) в поселке Томилино Московской области. Натурные эксперименты проводились при фоновом вибрационном воздействии и при вибрационном воздействии от проходящих пригородных электропоездов, пассажирских поездов и грузовых составов.
Ключевые слова: колебания; собственные колебания; вынужденные колебания; энергетический спектр колебаний; виброметр; измерение колебаний; фоновые колебания; частота собственных колебаний; вибрационное воздействие.
ANDREYEVA, PERASKOVYA IVANOVNA, master student, p. andreeva_90@mail. ru
SHABLINSKIY, GEORGIY EDUARDOVICH, Prof. Dr. Tech. Sc., gshablin@gmail. com
Moscow State University Of Civil Engineering,
26 Yaroslavskoye Chaussee, 129337, Moscow, Russia
STUDY OF RAILWAY TRAFFIC INFLUENCE ON THE VIBRATIONS OF THE NEARBY BUILDING “HELICOPTERS FROM RUSSIA”
The article considers the results of research of vibrations in a building of the Helicopter engineering centre (design office) at the Tomilino settlement, Moscow region. The field experi-
© П.И. Андреева, Г.Э. Шаблинский, 2013
ments were performed at the background vibration influence as well as at the vibration influence from passing local electric trains, passenger and freight trains.
Key words: vibrations (oscillations); natural oscillations; forced oscillations; vibration energy spectrum; vibrometer; vibration measurement; background vibrations; natural oscillation frequency; vibration influence.
Здание вертолетного центра - 13-этажное, с одним подземным этажом, на котором расположен паркинг. В плане здание имеет сложную форму, габаритные размеры -100*63 м, высота -55 м, высота этажа 3,9 м. Здание монолитное железобетонное с несущими внутренними колоннами сечением 500*500 мм и несущими внешними стенами толщиной 200 мм. Перекрытия монолитные железобетонные толщиной 220 мм. Фундамент выполнен в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 900 мм под всем зданием.
Исследуемое здание (рис. 1) расположено рядом с железнодорожными путями, на расстоянии около 60 м от ближайшего пути, вследствие чего оно подвергается вибрационным воздействиям от проходящих поездов. На участке путей напротив исследуемого здания располагаются стрелки путей, и поезда на этом участке снижают скорость до 20-40 км/ч. Частота прохождения электро- и пассажирских поездов составляет 3-5 в час, частота движения грузовых составов - 1-3 в день.
Измерения колебаний проводились широкополосным виброметром SP400. Для анализа характера колебаний визуализировались фрагменты самих записей колебаний и строились энергетические спектры полных записей колебаний в 4 точках по высоте здания: т. 1 - на 1-м этаже; т. 2 - на 9-м этаже; т. 3 - на 13-м этаже; т. 4 - в помещении на 8-м этаже в осях 19-17/М-Н. Записи колебаний во всех точках проводились по трем взаимно перпендикулярным направлениям (N, E, Z) [1].
Измерения колебаний проводились под руководством д.т.н., профессора каф. сопротивления материалов МГСУ Г.Э. Шаблинского, аспирантом Мытищинского филиала МГСУ Е.Ю. Сергеевцевым, магистрантом ИФО П.И. Андреевой.
Данные обработки записей колебаний представлены в виде рисунков с фрагментами записей колебаний и графиков их энергетических спектров.
Рис. 1. Общий вид здания КБ вертолетного завода
На рис. 2 приведены записи колебаний в точке 2 при проходе электропоезда. На записях горизонтальных колебаний видны не постоянные по амплитуде и времени относительно низкочастотные колебания, возникающие время от времени [2, 3]. Эти частоты хорошо видны на графиках энергетических спектров, представленных на рис. 3 и 4, и составляют в направлении N -1,14 Гц, в направлении Е - 1,15 Гц.
На записи вертикальных колебаний низкие частоты отсутствуют, и вся запись представлена вынужденными колебаниями на частотах 13,88; 14,07; 16,15 Гц (рис. 5).
Рис. 2. Записи колебаний по направлениям N, Е и 2 в точке 2 на 9-м этаже при прохождении пассажирского поезда
-1 |"?;5 |-т"5 ,™ • 1
-1
\
\
\
\
\
, 1
.1.1" Л и Л . ц. [...
•••«•'' ' ' - “ ” ' ' ~ " ' '
Рис. 3. Энергетический спектр колебаний в направлении N в точке 2, преобладающая частота - 1,14 Гц
Рис. 4. Энергетический спектр колебаний в направлении Е в точке 2, преобладающая частота - 1,15 Гц
Рис. 5. Энергетический спектр колебаний в направлении 2 в точке 2, преобладающие частоты - 13,88; 14,07; 16,15 Гц
На рис. 6-8 показаны записи колебаний в точке 3 (13-й этаж) от трех видов вибрационного воздействия: фоновые колебания, электропоезд, грузовой состав. Как видно из этих рисунков, заметного увеличения амплитуд колебаний при прохождении электропоездов, пассажирских поездов и грузовых составов не наблюдается.
Рис. 6. Записи колебаний в точке 3 (13-й этаж) в направлении N от 3 видов вибрационного воздействия, сверху вниз: фоновые колебания, прохождение электрички, прохождение грузового состава
1, | |у 1 -
1л | Н лгпш , , "|'Т| 1, , 1
к 11Ц [ .1II Lil.Mi.yjj Ачы.--1к1 1 и* И
1Г1111]1|ДЛат1(1111111Г||1и ГПI Г111111МЬЙ^1АЙ11111Ш1^АА.Ли 1ип’
Рис. 7. Записи колебаний в точке 3 (13-й этаж) в направлении Е от 3 видов вибрационного воздействия, сверху вниз: фоновые колебания, прохождение электрички, прохождение грузового состава
Рис. 8. Записи колебаний в точке 3 (13-й этаж) в направлении 2 от 3 видов вибрационного воздействия, сверху вниз: фоновые колебания, прохождение электрички, прохождение грузового состава
По результатам анализа записей колебаний определена низшая собственная частота здания в пределах 1,14-1,15 Гц. Основу вибрационного фона во всём здании наряду с собственными колебаниями составляют вынужденные колебания в диапазоне частот 13,88-14,07 Гц. Измеренные уровни вибраций здания от движения всех видов железнодорожного транспорта не представляют опасности для его нормальной эксплуатации [4, 5].
Библиографический список
1. Шаблинский, Г.Э. Натурные и модельные исследования динамических явлений в строительных конструкциях энергетических и гражданских объектов / Г.Э. Шаблинский, Д.А. Зубков. - М. : МГСУ, 2012. - С. 483.
2. Ковальчук, О.А. Особенности динамической реакции здания повышенной этажности на вибрации, возбуждаемые движением поездов метрополитена / О.А. Ковальчук, М.А. Дашевский // Промышленное и гражданское строительство. - 2004. - № 4. - С. 23-24.
3. Шаблинский, Г.Э. Экспериментальные натурные исследования сейсмостойкости 16-этажного объемно-блочного здания. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений / Г.Э. Шаблинский, Д.А. Зубков, А.А. Румянцев. - 2010. - № 1. - С. 32-34.
4. Ковальчук, О.А. Влияние поездного состава метрополитена на поведение крупнопанельных зданий. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений / О.А. Ковальчук, М.А. Дашевский, В.Л. Мондрус. - 2004. - № 3. - С. 40-43.
5. Идентификация расчетной схемы 16-этажного здания на основе натурных динамических исследований при ретроспективной проверке его сейсмостойкости / Г.А. Джинчве-лашвили, Д.А. Зубков, А.А. Румянцев, Г.Э. Шаблинский // Фундаментальные науки в современном строительстве: сб. докл. научно-практич. конф. 12 ноября 2008 г. - М. : МГСУ, 2008. - С. 67-85.
References
1. Shablinskiy G.E., Zubkov D.A. Natumye i model'nye issledovaniya dinamicheskikh yavleniy v stroitel'nykh konstruktsiyakh energeticheskikh i grazhdanskikh ob"ektov [Full-scale and model studies of dynamic phenomena in structures of power and civil projects]. - Moscow : MGSU, [Moscow State University of Civil Engineering], 2012. - P. 483.
2. KovalChuk O.A., Dashevskiy M.A. Osobennosti dinamicheskoy reaktsii zdaniya povyshennoy et-azhnosti na vibratsii, vozbuzhdaemye dvizheniem poezdov metropolitena [Features of the dynamic response of high-rise building to vibrations generated by Metro Trains] // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. - 2004. - No. 4. - P. 23-24.
3. Shablinskiy G.E., Zubkov D.A., Rumyantsev A.A. Eksperimental'nye naturnye issledovaniya seysmostoykosti 16 etazhnogo ob"emno-blochnogo zdaniya. Seysmostoykoe stroitel'stvo. Be-zopasnost' sooruzheniy [Experimental field research of seismic resistance of 16-storied modular building. Earthquake engineering. Safety of constructions]. - 2010. - No 1. - P. 32-34.
4. KovalChuk O.A., Dashevskiy M.A., Mondrus V.L. Vliyanie poezdnogo sostava metropolitena na povedenie krupnopanel'nykh zdaniy [The influence of underground waggonage on the behavior of large-panel buildings]. Seysmostoykoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzheniy [Earthquake engineering. Safety of constructions]. - 2004. - No 3. - P. 40-43.
5. Dzhinchvelashvili G.A., Zubkov D.A., Rumyantsev A.A., Shablinskiy G.E. Identifikatsiya raschetnoy skhemy 16 etazhnogo zdaniya na osnove naturnykh dinamicheskikh issledovaniy pri retrospektivnoy proverke ego seysmostoykosti [Identification of the design scheme of 16-storied building on the basis of full-scale dynamic studies with retrospective verification of its seismic resistance]: sb. tr. «Teoriya i praktika rascheta zdaniy i elementov konstruktsiy. Analiticheskie i chislennye metody». - Moscow : MGSU [Moscow State University of Civil Engineering], 2008. - P. 67-85.
