青岛体育中心体育场看台结构动力特性测试

采用现场脉动测试方法对青岛体育中心体育场看台的动力特性进行了测试,获得了看台的振动频率与振型阻尼比,并与理论分析模型进行了对比。测试结果表明体育场看台的频率非常密集,主要振动频率分布在12 Hz~18 Hz之间,属于高频板,阻尼比实测值在1%~2%之间。测试结果可供类似看台结构设计与分析参考。     

防屈曲支撑结构动力特性测试与分析

基于振动测试理论,对某未加固框架结构与采用防屈曲支撑加固后结构进行了连续振动响应测试,利用测试结果研究了加固前后结构的振型、阻尼比、频率等动力特性,并对其进行了对比分析。根据动力特性结果定量分析了该结构采用防屈曲支撑加固后的抗震性能,对其消能减震加固效果进行了评价,以期为同类型工程的振动测试分析提供可借鉴的参考。     

环境激励下某轻型木结构校舍动力特性研究

通过对汶川地震后重建的中国第一所轻型木结构校舍进行跟踪测试,获取结构在环境激励下的加速度响应,分析得到结构的模态参数(自振频率、振型、阻尼比)。汶川地震十周年之际,再次进行测试,利用频域分解法对采集的加速度响应进行分析,得到了宿舍楼、教学楼、食堂的前两阶模态,并将结果与九年前该结构刚投入使用时测得的动力特性进行比较。结果表明:三栋单体结构在使用过程中基本自振频率均略有降低,渗水较为严重的宿舍楼自振频率下降最多,下降了15%,且第二阶振型由原横向振动变为扭转;由抗震缝分隔开的教学楼三个区域的振动之间存在较弱的相互影响;此次测试较首次测试增加了测点数量,识别到了更低的模态;实测得到的阻尼比均小于5%。     

京广中心大厦钢结构动力特性的测试与分析

利用脉动量测的原理和方法,本文对京广中心大厦主楼钢框架—混凝土剪力墙结构,进行两次动力特性测试(一次在主体结构完工阶段,一次在整幢建筑物完工后),所得 X 和 Y 方向的平移振动和扭转振动频率、振型、阻尼比,进行了分析比较,对高层钢结构的扭转振动进行了讨论。通过测试验证了文献提出的计算基本周期经验公式符合实际。     

基于分布式同步采集的赛格大厦结构动力学参数识别

在大型复杂工程结构上进行现场模态测试时,由于结构规模体量大并存在空间隔断,导致数据采集设备与传感器之间快速布设数据传输线困难。因此,有必要解决不同位置分布式同步采集设备时间精确同步问题,研发易于快速安装的分布式数据采集和无线传输设备。为此,提出基于“北斗”卫星授时的结构振动分布式同步采集算法,集成分布式同步采集硬件与研发数据在线采集和无线传输软件,获取大型复杂工程结构不同空间位置时间同步动态响应,基于随机子空间算法自动识别工程结构服役状态下真实的模态参数。在赛格大厦振动事件溯源工作中,该系统成功捕捉到5月20日12:00—13:00结构共振时第69层与桅杆底部的加速度响应,发现四次共振均以频率2.12 Hz振动主导。基于该系统在环境激励条件下的现场模态测试,识别结构前19阶动力学参数,发现频率2.12 Hz是主体结构弯扭耦合和桅杆面内对称振动模态。基于现场激振测试识别频率2.12 Hz对应的阻尼比,发现阻尼比随着振幅的增加突然减小然后逐步增加,较低的阻尼比是导致赛格大厦发生共振的原因之一。     

单人姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响试验研究

人与结构之间的相互作用被称为人-结构系统的耦合作用。利用自制钢结构简支桥模型,测试了单人站姿、坐姿、蹲姿3种不同姿态下人-结构耦合系统的竖向动力特性,并分析了被测者姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响规律。分析表明,单人站姿、坐姿会明显降低结构第一阶竖向振动频率,单人蹲姿则会提高结构第一阶竖向振动频率。单人站姿、坐姿、蹲姿3种人体姿态均能提高结构第一阶竖向模态阻尼比,其中站姿提升最大、坐姿其次、蹲姿最小。对于同一结构模型,被测者体重与结构第一阶竖向振动频率、结构第一阶模态阻尼比均呈显著的负相关性,即体重越大,其峰值越小。     

某居民楼结构的模态识别与仿真研究

运用振动测试仪器对某高层居民楼的动力特性进行了现场实测,通过模态识别技术对该结构的自振频率和阻尼比进行了参数识别,并在此基础上,采用有限元软件建立三维有限元模型,同时对其动力特性进行了数值仿真。     

Structural dynamic parameter identification of Saige building based on distributed synchronous acquisition method

在大型复杂工程结构上进行现场模态测试时，由于结构规模体量大并存在空间隔断，导致数据采集设备与传感器之间快速布设数据传输线困难。因此，有必要解决不同位置分布式同步采集设备时间精确同步问题，研发易于快速安装的分布式数据采集和无线传输设备。为此，提出基于“北斗”卫星授时的结构振动分布式同步采集算法，集成分布式同步采集硬件与研发数据在线采集和无线传输软件，获取大型复杂工程结构不同空间位置时间同步动态响应，基于随机子空间算法自[JP2]动识别工程结构服役状态下真实的模态参数。在赛格大厦振动事件溯源工作中，该系统成功捕捉到5月20日12:00—13:00[JP]结构共振时第69层与桅杆底部的加速度响应，发现四次共振均以频率2.12 Hz振动主导。基于该系统在环境激励条件下的现场模态测试，识别结构前19阶动力学参数，发现频率2.12 Hz是主体结构弯扭耦合和桅杆面内对称振动模态。基于现场激振测试识别频率2.12 Hz对应的阻尼比，发现阻尼比随着振幅的增加突然减小然后逐步增加，较低的阻尼比是导致赛格大厦发生共振的原因之一。     

人行悬索桥人致振动分析与实测研究

人行悬索桥结构自振频率低、整体刚度和阻尼小，人致振动问题需要特别关注。以某景区人行悬索桥为研究对象，采用现场实测与有限元模拟相结合的方式，研究人行悬索桥人致振动响应的规律。考虑不同人群激励方式对人致振动的关键影响因素进行参数分析，包括人群附加质量、激励频率、激励分布和阻尼比，得到了各参数对人致振动的影响。结果表明：人行悬索桥加速度响应与激励人数呈正相关，在相同测试人数下，行走激励的加速度响应随行走频率的增加而增大；人群附加质量对人行悬索桥振动的影响不可忽略，宜根据桥梁的设计承载人数构造振动激励及确定桥面人群附加质量；人行悬索桥频率较低，直接按照步频构造人行激励更为恰当；为获得更不利的人致振动响应，当激励频率与结构某对称竖向振型频率接近时，人群行走激励取为全桥同向分布，当激励频率与结构某反对称竖向振型频率接近时，人群行走激励则按悬索桥的最低阶反对称竖向振型分布。对于一般的人行悬索桥，人致振动分析时阻尼比建议取为0.20%～0.40%。     

振动频率对饱和砂卵石土动模量和动阻尼比影响的试验研究

通过饱和砂卵石土室内动三轴试验,将不同振动频率对动模量和动阻尼比的影响进行了较为细致的研究,分析了饱和砂卵石土的动力特性随振动频率的变化规律。试验结果表明,振动频率的改变对动模量没有显著的影响,但是在总体上来说阻尼比随振动频率增大而减小。     

环境风激励下的深圳平安金融中心模态参数识别

对高度600 m的超高层建筑——深圳平安金融中心在外界环境风激励下的风振响应进行了现场实测。通过安装在塔楼118层的2组加速度传感器测得结构的风致加速度响应,采用经验模态分解法（EMD）与随机减量技术（RDT）相结合的方法计算了结构的自振频率和阻尼比。建立了深圳平安金融中心三维有限元模型,通过有限元分析得出结构的自振频率,并与实测结果进行对比。结果表明:由EMD和RDT相结合的方法计算得出结构1阶横弯自振频率约为0.12 Hz,阻尼比为0.3%~0.6%;结构1阶扭转自振频率约为0.28 Hz,阻尼比为0.8%~1.0%;深圳平安金融中心实测结构自振频率和阻尼比与其他结构高度相似的超高层建筑实测结果相近,且实测结果和有限元分析结果吻合较好,验证了EMD和RDT结合方法分析超高层建筑模态参数的有效性;测试结果可以为超高层建筑设计和相关研究提供依据。     

风雨耦合作用下桥梁主梁涡振节段模型试验

针对风雨耦合作用下桥梁主梁的涡激振动问题,首先从降雨特性及其对结构的作用入手,考虑雨滴冲击和降雨引起的结构表面积水,探讨了对应模型与原型雨强相似比,并依据主梁振动和降雨设备的特点对相似关系作了适当简化,然后以4类典型主梁断面为例,实现了不同雨强和攻角下的节段模型动力特性与涡激振动试验。结果表明:随着雨强增大,结构振动频率有所降低,而阻尼比有所增加,试验雨强为120 mm·h-¹时,频率降低1.5%~3.5%,阻尼比增加了0.05%~0.15%,考虑雨强相似比后实际降雨对频率的影响可忽略,对阻尼比的影响也相当小;涡振的起始和结束风速以及区间数目基本不随雨强的变化而变化,但有雨时的振幅比无雨时小,试验雨强较大时,振幅减小明显,考虑雨强相似比后试验雨强120 mm·h^-1的原型值均超过615 mm·h^-1左右的中国雨强极值,其对涡振响应的影响非常有限。     

加载频率对粘性土动力特性影响的试验研究

通过在不同的振动频率1Hz、4Hz、8Hz、10Hz情况下,研究了粘性土的应力应变曲线、动模量曲线和阻尼比曲线与振动频率的关系,讨论了振动频率对粘性土的动力特性的影响。结果表明：在这四种频率作用下,粘性土的动本构关系均服从双曲线模型;振动频率在应变较小时对土的动模量影响较小、在应变较大时影响较大;振动频率对于粘性土的阻尼比则具有较大的影响。     

荷载频率对动模量阻尼比影响的试验研究

目前荷载频率对动模量阻尼比影响规律尚无较为统一认识,定量结果尚少。采用新型高精度动三轴仪试验,研究不同荷载频率对典型砂土和黏土动模量阻尼比影响问题,并以此为基础从对地震动影响角度讨论考虑荷载频率相关动模量阻尼比必要性。结果表明:对砂土而言,荷载频率对其动剪切模量影响不大,随着加载频率的增大,阻尼比略有减小,但差别基本可以忽略;对黏土而言,荷载频率对其动剪切模量和阻尼比有重要影响,随着振动频率的增加,动剪切模量增大,阻尼比减小;黏土参考剪应变随荷载频率增大而增大,二者呈递增的指数函数,当f≤1 Hz时,影响十分明显,当1 Hzf≤3 Hz时,有一定影响,当f3Hz时,影响不明显;黏土最大阻尼比随频率的增大而减小,二者呈递减的指数函数,当f≤10 Hz时,影响较为明显,当f10 Hz时,影响程度显著减弱;采用两组频率下模量阻尼比曲线计算黏土层地震动,地表加速度峰值和反应谱差别很大,且随着震动增强而显著增大,说明考虑黏土层动模量阻尼比的荷载频率相关性是十分必要的。     

地铁车辆段上盖建筑车致振动试验

为了研究地铁车辆段上盖建筑车致振动机理,对杭州某地铁车辆段试车线上盖建筑的振动进行了试验研究。基于环境激励分析了上盖建筑楼板的动力特性,研究了不同车速下地铁车辆段上盖建筑的车致振动特性和传播规律,结合中国环境振动评价标准对建筑物室内的振动舒适度进行了评价。结果表明:上盖建筑楼板一阶频率在28～46 Hz之间,阻尼比为0.3%～1%; 上盖建筑物的车致振动主要分布于0～140 Hz之间,10～25 Hz以内的低频振动表现为结构的整体振动,沿层高有放大的趋势,不同车速下楼板振动频率分布类似,都主要集中在楼板的自振频率附近; 随列车加载车速的降低,地铁上盖建筑中的整体振动强度呈下降趋势,部分楼板的最大Z振级及分频振级均出现“反弹”现象; 试车线列车以超过35 km·h^-1的车速运行时上盖建筑中楼板的实测最大Z振级超过了标准限值,为保证试车线列车功能同时提高上盖建筑的振动舒适度,有必要在已有轨道减振的基础上对上盖建筑物进一步采取减振隔振措施。     

基于Qtech-501黏弹阻尼材料约束阻尼结构阻尼性能的研究

采用自由梁锤击法对基于Qtech-501黏弹阻尼材料的约束阻尼结构进行测试,通过DASP系列软件分析得出一阶共振频率、阻尼比和振动加速度。结果表明:1)结构YZ的阻尼比在3.020%以上,振动加速度均在1.540 1 m/s2以下,2)结构YS的阻尼比在6.740%以上,振动加速度均在1.180 1 m/s2以下,3)结构YZ和YS的振动加速度在0.125 s内即可衰减至零,而无阻尼结构的振动加速度衰减至零则在1 s以上。     

采用颗粒调谐质量阻尼器的钢框架结构振动台试验研究

通过附加和不附加颗粒调谐质量阻尼器的5层钢框架振动台试验,研究其在实际地震波以及上海人工波激励下的减震效果。通过调整不同悬挂长度（频率比）、质量比、颗粒到阻尼器壁净距等参数,分析阻尼器参数对其减震效果的影响。试验结果表明：不同地震作用下该类阻尼器均能达到较好的减震效果,其中上海人工波的减震效果最好;对于多层钢框架结构,阻尼器能够有效控制第1振型的振动,但是对于高阶振型的控制作用无法保证;当阻尼器频率与主体结构基频相同时,能够达到最优减震效果,而当二者频率不同时,依然有一定的减震效果,说明其具有一定的鲁棒性;在合适的质量比（0.66%）下,阻尼器能够达到最佳减震效果;当颗粒到容器内壁净距为1.6D~3.6D时,可使阻尼器响应最小,且减震效果较好。