塔型构筑物自由振动特性的实测和分析

本文根据96个落地塔的实测资料,从塔的实测振型进行分析,应用分析力学中的哈密顿原理,用李兹法解,提出了落地塔的自振周期和振型曲线的计算公式,并校核了25个塔的实测振型。对比分析结果,计算理论与实测数据相比误差很小。并在此基础上,编制成计算系数表以简化计算,供设计使用。     

框架式塔设备自振特性分析

以某石油化工工程中的大长径比框架式高塔为对象,对这类框架塔设备的自振特性进行分析。分析表明,框架塔设备结构是一种由塔设备和框架组成的多系统静耦合结构,在模态(振型)上仍保持单塔和框架原有的模态特征,但受相互间的变形协调耦合影响而发生周期改变;耦合作用对弯曲型模态影响较大,对扭转型模态无影响;变形协调约束的数量对框架塔设备的耦合程度有影响,但对基频的影响可忽略。框架塔设备这种形式的工程设计已不能按单塔来计算,而应按多体系组合结构进行分析计算。     

单管塔自振周期的数值解法

单管塔风荷载的计算与其动力特性关系密切,但现行设计规范对于单管塔的自振周期、振型系数仅采用经验公式进行估算,计算结果不能准确反映结构的动力特性,引起风荷载计算误差。本文将单管塔离散为多自由度体系,基于柔度法建立运动微分方程,推导出用于求解单管塔自振周期的特征方程,并采用Visual Basic语言编写单管塔自振周期及振型系数的求解程序。选取《通信铁塔标准图集》中不同参数的单管塔,进行自振周期和振型系数的计算并与SAP2000建模计算结果对比,结果表明程序求解结果具有较高的计算精度,可以为通信单管塔塔身设计提供可靠的参考依据。     

空气冷凝汽器支架结构体系动力特性及周期估算公式研究

通过对国内四个不同电厂空气冷凝汽器支架结构体系的现场动力特性测试,根据功率谱和传递函数分析,得到不同结构形式的空气冷凝汽器支架结构的实际动力特性参数;并通过对实测结构的有限元模态分析,对比实测结果和理论分析结果,得到该类结构的基本振型为空间扭转振型;在实测分析和理论计算的基础上,通过分析不同因素对结构基本自振周期的影响,讨论空气冷凝汽器支架结构体系基本自振周期的计算方法,根据优化拟合法,以标准剩余差最小为目标,得到估算该类型结构基本自振周期的计算公式。     

我国高层及超高层混凝土及混凝土-钢混合结构自振周期的统计分析

为了完善结构基本自振周期的估算公式和简化高层及超高层建筑的高阶自振周期值的求解过程,收集了近年来我国高层及超高层建筑自振周期理论计算数据、振动台试验数据和风脉动结构振动实测数据。通过对计算数据和各种试验数据进行拟合、对比,得到了基本周期估算的推荐公式。同时,基于上述数据,讨论了建筑高度、地震作用、结构类型对第二阶、第三阶自振周期与基本振型周期比值的影响,得到了第二阶、第三阶自振周期与基本周期比值的统计结果。     

青岛体育中心体育馆楼盖振动特性分析与对比

对青岛体育中心体育馆比赛场地——楼盖部分建立了有限元分析建模,对比了三种软件求解出的楼盖振型信息,并讨论了楼盖边界条件对结构振型产生的影响。结果表明,建模软件的选择对自振特性计算结果影响较大,推荐配合现场实测来确定楼盖的真正动力特性;板四周边界条件将影响振动模态。     

大跨空间网壳结构动力特性研究

大跨空间网壳结构在地震荷载作用下的振动反应规律不仅与地震荷载有关,还与结构自振特性紧密相关,分析结构的自振特性是进行结构抗震分析的基础。大跨空间网壳结构的自振特性比较复杂且影响因素多,通过探讨大跨空间网壳结构的基本自振特性、各阶周期、对应振型结构及各向刚度分布情况,把握结构的基本自振特性;随后主要对结构周期随支座的数量、矢跨比和载荷等三个主要因素的影响进行参数分析,得出他们之间频率和振型的异同,从而得出一些有益于结构设计的结论。     

Poincare定理在研究高层建筑复杂结构自振特性中的应用

本文将Ｐｏｉｎｃａｒｅ定理的一个推论用于分析高层建筑复杂结构的自振特性，结合工程实例，说明特殊的复杂高层结构振动的第１周期一般并不是其主振周期。结构整体部分的振动可能滞后于比整体部位刚度小很多的薄弱部分的振动。结构设计时，应以对地震剪力贡献最大的振型或振型组所对应的周期或周期组作为结构的主振周期或主振周期组。     

塔类构筑物动力特性分析及抗震计算

本文按考虑地基土—结构相互作用的万法对塔类构筑物进行分析。计算结果表明,由这种方法得出的自振周期与按刚性地基得出的自振周期相差较大。说明对该类结构的抗震分析中,有必要考虑地基变形效应,此外还要注意高振型的影响。文中编列了有关数表,以供工程设计参考。     

Poincaré 定理在研究高层建筑复杂结构自振特性中的应用

本文将Ｐｏｉｎｃａｒé定理的一个推论用于分析高层建筑复杂结构的自振特性，结合工程实例，说明特殊的复杂高层结构振动的第１周期一般并不是其主振周期。结构整体部分的振动可能滞后于比整体部分刚度小很多的薄弱部分的振动。结构设计时，应以对地震剪力贡献最大的振型或振型组所对应的周期或周期组作为结构的主振周期或主振周期组。     

某钢管混凝土拱桥自振特性研究

利用ANSYS软件建立了某钢管混凝土拱桥的空间有限元模型,计算结构的自振频率和振型,对结构的振动特性进行了分析。分析结果表明：结构自振周期较长,结构的基频为0.797 9 Hz,振动模态为拱梁正对称侧弯,面外刚度小于面内刚度,面外刚度控制结构的稳定性,结构的振型比较密集。     

基于初位移加载法和脉动法的单管通信塔模态测试与数值分析

为了获得实际单管通信塔的动力特性,基于初位移加载法和脉动法对一单管通信塔结构进行了现场动力特性测试,获得了其前三阶频率和一阶阻尼比。利用SAP2000软件建立了该结构有限元模型,获得了结构计算的自振频率。对比结构实测和数值计算可知:初位移加载法和脉动法测试单管塔的动力特性基本一致;结构实测与数值计算自振频率基本一致;实测阻尼比比规范规定的阻尼比小。     

基于动力特性的输电塔结构优化设计

以实际工程为背景,采用有限元方法对特高压输电塔动力特性进行计算与分析,归纳出特高压典型输电塔的一阶自振周期和振型计算公式,研究了输电塔振型分布特点,指出影响结构扭转振型和局部振型的原因。在此基础上,提出了基于动力特性的输电塔结构优化设计方法,以结构振型为目标函数对结构设计方案进行优化分析,实例验证了该结构优化设计方法的有效性,该方法可以有效地调整输电塔结构设计中存在的不合理振型,为避免在输电塔设计时扭转振型和局部振型过早出现提供了有效的手段。     

列车激励下基于动力特性分析的辽代古塔振动规律研究

以北京辽代良乡塔为研究对象,测试京广线列车和地脉动作用下良乡塔东西向和南北向的振动响应,并建立结构的ANSYS有限元模型,通过现场测试与数值模拟,分析良乡塔的自振频率、振型以及列车影响下结构的振动速度最大值,并对列车影响下结构的振动响应进行评估。结果表明:在两个水平方向上,良乡塔的前3阶自振频率相近,第1阶振型均呈弯曲型,第2阶、第3阶振型均呈弯剪型;列车激励下良乡塔各层楼面处的振动速度峰值在东西向4层变化较大,从1层到顶层整体呈轻微减小—增大—减小的趋势,在南北向总体呈缓慢增长的趋势,最高承重结构处的振动速度峰值为0.053mm/s,对古塔的完整性和安全性影响较小。此研究方法可为相关古塔的研究提供参考,研究结果可为良乡塔的后续疲劳寿命研究提供数据依据。     

基于ANSYS的人行天桥自振特性分析

为研究人行天桥的自振特性,通过有限元分析软件ANSYS12.1对某人行天桥建立了有限元结构模型,进行了人行天桥的模态分析,通过模态分析得到了人行天桥的自振频率、自振周期、振型等自振特性。数值分析表明:人形天桥结构振型主要以竖弯为主,高阶振型还会出现横移、扭转等变形。     

钢筋混凝土结构的受载周期

本文是钢筋混凝土单质点体系,在大型振动台上进行实测试验研究的内容之一。通过对结构全过程测试分析提出:结构自振周期的特性;自振周期随结构各受力阶段刚度变化的关系;并提出结构在周期动载作用下,存在受振瞬时周期(简你“受载周期”)的特性,且认为它是衡量结构动力作用下的关键性参数。文中还对三种不同周期作了讨论。     

基于ANSYS分析的高压输电塔结构动力特性研究

建立了某高压输电塔结构的梁—杆混合空间模型,应用ANSYS软件进行了该高压输电塔结构梁—杆混合空间模型的模态分析,利用子空间迭代法计算了该模型的前10阶自振周期、频率及振型,结果表明高压输电塔结构的梁—杆混合空间模型更接近于结构的实际受力状态,计算所得结构基本自振周期与现行建筑结构荷载规范经验公式及电力部门经验公式吻合较好。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1:10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现:结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

双塔单索面斜拉桥自振特性测试及分析

广州海印桥为主跨175m的双塔单索面斜拉桥,基于有限元分析结果对海印桥进行自振特性测试,分析结构形式对动力特性的影响,并将基频分析结果与规范取值进行比较,同时结合该桥的自振特性实测结果,评价该桥的动力性能,研究表明:该桥的自振特性为低频小阻尼振动,采用规范计算的竖向弯曲基频与有限元分析数值及实测值均比较接近,结构设计合理且具有良好的动力性能;单索面斜拉桥采用塔梁墩固结形式能有效提高结构的抗扭性能,顺桥向倒Y型桥塔及双排柔性墩的单索面斜拉桥其顺桥向抗侧刚度及桥塔的侧向刚度均较小,主塔、柔性墩的纵横向振动相当明显。     

大跨石拱桥主拱结构动力特性测试与分析

利用脉动法对大跨石拱桥主拱结构进行了动力特性测试,获取了主拱结构的自振频率、振型及阻尼比的实测数据,又采用MIDAS/Civil有限元软件计算得到主拱结构的动力特性理论解,对比实测结果与理论结果的差异,表明桥梁的实际刚度大于设计刚度,且实测振动曲线与理论计算值基本相符,主拱结构整体刚度"完好",试验桥梁结构振动状态正常。