基于常时微动观测的呼和浩特市RC建筑物振动特性∗

那仁满都拉满特格尔包玉海冀宝荣张建中内蒙古师范大学地理科学学院，呼和浩特 010022内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室，呼和浩特 010022内蒙古自治区地震局，呼和浩特010010

基于常时微动观测的呼和浩特市RC建筑物振动特性∗

那仁满都拉1）满特格尔1）包玉海2）冀宝荣3）张建中3）
1）内蒙古师范大学地理科学学院，呼和浩特 010022
2）内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室，呼和浩特 010022
3）内蒙古自治区地震局，呼和浩特010010

∗基金项目：国家自然科学基金项目（41461101），内蒙古自治区应用技术研发资金计划项目（20110524）资助。

2008年汶川地震灾害调查结果表明，我国中西部经济欠发达地区的建筑物及早年建造的部分建筑物抗震性能均不能满足现行国家有关规范标准要求。内蒙古自治区属于经济欠发达的中西部地区，地震活动频繁，未来在呼和浩特—包头、乌海和五原—杭后—临河等地区发生地震概率较高。因此，内蒙古地区建筑物振动特征的掌握在城市减灾防灾工作中具有重要意义。

以掌握呼和浩特市区现有建筑物的振动特征为目的，RC建筑物为研究对象，2011—2014年期间选择建筑楼层、用途、年代和形状不同的65栋建筑物，进行了常时微振动测量与现地调查。使用仪器是由日本Akashi有限公司制造的携带用振动仪(SMAR-6A3P)，该仪器能测垂直1个方向和水平2个方向。观测方法是把3台常时微动仪各设置在建筑物1层（1F）、顶层（R）（或屋顶）和自由地面上（G），使观测仪和建筑物方向一致，并且顶层和1层的仪器尽量互相垂直并且靠近建筑主体结构。此外，采用GPS设备，控制3台观测仪器同时开始测量，每栋楼观测30 min。

对观测数据进行快速傅里叶分析，水平2个成分（建筑物短轴方向和长轴方向）的傅里叶谱和它的平滑值。然后，从1层和顶层（或屋顶）傅立叶谱比的第一次高峰值来读取建筑物的长轴与短轴方向的共振周期。同时，为了评价地基和建筑物的相互作用关系，从自由地面和顶层（或屋顶）傅里叶谱比的第一次高峰值来读取建筑物的长轴与短轴方向的共振周期。建筑物的共振周期与建筑高度、层数有正比例关系，共振周期与楼高度相关关系的公式为短轴方向y = 0.01 x + 0.13、长轴方向y = 0.01x + 0.12。共振周期与建筑楼层相关关系的公式为短轴方向y = 0.05 x + 0.03、长轴方向y = 0.04x + 0.06。

建筑物长轴方向和短轴方向共振周期的比较，大多数建筑物的短轴方向共振周期与长轴方向共振周期同等或偏大的趋势，说明建筑物的振动特性与建筑物形状有密切关系。建筑物与地基的相互作用以建筑物绝对共振周期（顶层/1层）除上建筑物相对共振周期（顶层/地面）来显示，比值接近数字1时，建筑物与地基的相互作用越小，甚至等于数字1时，其相互作用为0，相反，比值数越偏离数字1时，其相互作用越大。一部分建筑物有一定的相互作用，但相互作用是建筑面积越大或建筑高度越高而减少的趋势。16层建筑物共振周期的建筑年代变化，从同等楼层观测数据中得知，建筑物的建筑年代越新，共振周期越变小的趋势。

掌握以上建筑物振动的特征，为呼和浩特市建筑物的模型建立和抗震能力推测起到初步数据参考的作用，为今后的进一步研究打下了基础。