建筑振动监测技术专项试卷

建筑振动监测技术专项试卷一、单项选择题（每题3分，共15分）1.建筑振动监测的核心目的不包括以下哪项？（）A.评估结构安全性B.分析振动源特性C.优化建筑外观设计D.验证减振措施效果2.下列哪种传感器常用于建筑振动的加速度监测？（）A.应变式传感器B.电容式加速度传感器C.红外温度传感器D.超声传感器3.《建筑工程容许振动标准》（GB____-2013）中，对精密仪器设备的竖向振动加速度容许值通常属于哪个等级？（）A.极严格B.严格C.中等D.宽松4.建筑振动监测中，频域分析的主要作用是（）A.直接获取振动峰值B.识别振动源的频率特征C.统计振动持续时间D.模拟结构破坏过程5.地铁施工引起的周边建筑振动，其主要振动类型属于（）A.自由振动B.强迫振动C.阻尼振动D.随机振动二、判断题（每题2分，共10分）1.建筑振动监测只需在结构顶部布设传感器即可全面反映振动特性。（）2.速度传感器的输出信号与振动速度的变化率成正比。（）3.振动监测数据的采样频率应高于振动信号最高频率的2倍（奈奎斯特采样定理）。（）4.爆破施工对周边建筑的振动影响，其振动峰值随距离增加呈线性衰减。（）5.建筑振动的“Z振级”（VLz）是评价人体舒适度的重要指标之一。（）三、简答题（每题10分，共30分）1.简述建筑振动监测系统的基本组成及各部分功能。2.结合工程实际，说明如何确定建筑振动监测的传感器布设位置？3.某项目需评估机械振动对历史建筑的影响，请列出需参考的主要技术标准及核心评价指标。四、案例分析题（共45分）案例背景：某城市轨道交通盾构隧道工程穿越老城区，周边存在多栋砖木结构历史建筑（建成于20世纪30年代）。建设单位需开展施工期建筑振动监测，以评估施工对建筑结构安全及居民舒适度的影响。问题1（15分）：请设计该项目的振动监测方案，包括监测目标、传感器类型选择、布设位置及监测频率要求。问题2（15分）：施工过程中，某监测点的振动加速度时程曲线显示峰值为0.15m/s²，持续时间2s，频率主要集中在10-50Hz。结合《建筑工程容许振动标准》，分析该振动是否超出历史建筑的容许范围（需说明依据及判断逻辑）。问题3（15分）：若监测发现振动超标，列出三种可行的减振措施，并说明其技术原理。参考答案（供学习参考，评分以知识点准确性、逻辑完整性为准）一、单项选择题1.C（振动监测核心目的为结构安全评估、振动源分析、减振措施验证，与建筑外观设计无关）2.B（电容式加速度传感器适配建筑振动加速度监测；应变式多测结构应变，红外测温度，超声测距离）3.A（精密仪器对振动敏感，竖向加速度容许值通常归为“极严格”等级）4.B（频域分析通过傅里叶变换识别振动源频率特征；峰值为时域分析，持续时间为统计分析，破坏模拟为数值分析）5.B（地铁施工为周期性荷载，引发强迫振动；自由振动无持续激励，阻尼振动侧重能量耗散，随机振动无规律）二、判断题1.×（需结合结构形式、振动源特性布点，如基础、楼层、关键构件均需监测，仅顶部无法反映整体响应）2.×（速度传感器输出与振动速度成正比，加速度传感器与加速度成正比，应变式与应变变化率相关）3.√（奈奎斯特采样定理要求采样频率≥2倍最高频率，避免信号混叠）4.×（爆破振动峰值随距离增加呈幂函数衰减，而非线性衰减）5.√（Z振级（VLz）通过频率权重修正振动强度，是人体舒适度评价的核心指标）三、简答题1.监测系统组成及功能：传感器：采集振动信号（加速度、速度或位移），如加速度传感器捕捉结构动态响应；数据采集仪：将传感器信号转换为数字信号，实现多通道同步采集；传输系统：通过有线/无线方式传输数据，保障实时性（如4G、光纤）；分析软件：对数据进行时域（峰值、持续时间）、频域（频谱分析）、统计分析，生成可视化报告；供电系统：为传感器、采集仪供电（如锂电池、市电，保障长期监测稳定性）。2.传感器布设位置确定：结构关键部位：基础（振动输入点）、楼层（尤其是薄弱层）、关键构件（梁、柱、屋架）；振动源附近：施工机械旁、隧道上方建筑底层（捕捉振动传递路径）；敏感区域：历史建筑砖木节点、精密设备/人员活动区；参考规范：结合《建筑结构检测技术标准》（GB/T____），根据结构形式（框架、砖木、砌体）、振动源特性（频率、方向）动态调整。3.历史建筑振动评价标准与指标：主要标准：《建筑工程容许振动标准》（GB____）、《古建筑木结构维护与加固技术规范》（GB____）；核心指标：加速度峰值（判断结构损伤风险，砖木结构容许峰值通常≤0.2m/s²，重点保护建筑可更严格）；振动频率（避免与结构自振频率共振，古建筑自振频率多为2-10Hz）；持续时间（累计振动对材料疲劳的影响，需结合日/周振动次数评估）；人体舒适度指标（如Z振级VLz，反映居民感知的振动强度）。四、案例分析题问题1：监测方案设计监测目标：①评估施工振动对历史建筑结构安全的影响（裂缝发展、构件变形）；②评价居民舒适度（振动强度是否超标）；③验证减振措施效果（如隔振沟、减振垫）。传感器类型：选择加速度传感器（覆盖1-200Hz频率，适配地铁施工振动），关键部位辅以应变传感器（监测砖木构件应变）。布设位置：建筑基础：每层基础墙布设2-3个点（捕捉振动输入）；楼层：底层、顶层及中间楼层墙角（砖木结构薄弱点）；关键构件：屋架节点、木柱根部（易受损部位）；振动源（盾构机）附近地面：布设传感器，对比建筑内外振动差异。监测频率：施工期（盾构推进时）实时监测，非施工期每小时采集1次（背景振动），采样频率≥100Hz（覆盖10-50Hz振动）。问题2：振动是否超标分析依据：《建筑工程容许振动标准》（GB____-2013）中，历史建筑（砖木结构、重点保护类）的竖向加速度容许值（极严格等级）通常≤0.2m/s²（具体需结合建筑安全等级调整）。判断逻辑：峰值0.15m/s²＜0.2m/s²，单次振动峰值未超极严格等级容许值；频率10-50Hz：砖木结构自振频率多为2-10Hz，施工振动频率无共振（共振会放大响应）；持续时间2s：单次振动持续时间短，累计效应需结合监测周期（如日振动次数、能量）进一步评估。问题3：减振措施及原理措施1：隔振沟（地下连续墙/碎石沟）原理：在振动源（盾构隧道）与建筑间开挖隔振沟，利用波的反射、散射衰减振动波（尤其是面波），降低输入建筑的振动能量。措施2：减振垫（橡胶/弹簧隔振器）原理：在建筑基础与地基间设置减振垫，通过隔振器的刚度与阻尼吸收振动能量，减少振动传递（适配历史建筑局部加固）。措施3：施工工艺优化原理：调整盾