某砖石古塔动力特性测试研究

动力特性是结构自身的重要特征之一,是评价古塔抗震性能和损伤状态的重要指标。采用敲击激振法对某砖石古塔的动力特性进行了测试,根据测试所得各测点的加速度时程和自功率谱函数图,分析了结构的自振频率和阻尼及结构振型,并用有限元软件ANSYS对测试结果进行了进一步验证。测试和分析结果可为同类古塔的维护和开发提供理论依据。     

砖石古塔动力特性研究

运用大型有限元软件ANSYS对大雁塔采用三维实体模型计算其动力特性,并模拟多种因素对其动力特性的影响,以探讨砖石古塔的动力特性。结果表明,采用三维实体有限元模型计算砖石古塔结构的动力特性是可行的,采用有限元建立砖石古塔结构的动力分析模型时,弹性模量对其动力特性的影响较大。     

Kiewitt型弦支穹顶结构自振特性研究

弦支穹顶结构的自振特性是其本身固有的重要力学性能.运用有限元方法,基于ADINA软件建立了大跨度Kiewitt型弦支穹顶结构非线性动力特性分析的有限元模型.首先对35.4m跨度的K6型弦支穹顶结构进行了自振性能分析,得出结构前15阶自振频率及振型,由于弦支穹顶结构的对称性,其前15阶自振频率数值密集且变化均匀,说明结构的刚度分布均匀合理;前两阶振型水平与竖向振动同时存在,后几阶以竖向振动为主.着重针对环索预应力、撑杆长度、杆件截面、矢跨比四个因素对自振频率的影响进行了分析,拉索预应力及杆件截面对自振频率的影响非常小,矢跨比是影响自振性能最敏感的因素.     

砖石古塔动力特性的试验研究

本文介绍了砖石古塔动力特性的测试方法及部分塔的测试结果,探讨了砖石古塔的动力性能,并在实测资料的基础上提出了砖石古塔基本周期的实用计算方法,通过实际应用说明能满足抗震分析的需要。     

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。     

古塔有限元模型的建立及修正

古塔的动力特性是评价结构抗震性能和损伤状态的重要指标。本文首先根据测绘资料采用有限元软件ANSYS建立秦峰塔的初始有限元模型,然后利用现场环境振动实测数据修正所建立的有限元模型并进行模态分析。结果表明:修正后的有限元模型模态分析计算结果和现场测试数据相比,误差较小,从而说明文中所建立的有限元模型是比较可靠的,可以为古塔的后续动力响应分析提供理论分析模型。     

砖石古塔动力特性的试验研究

本文介绍了砖石古塔动力特性的测试方法’及部分塔的测试结果,探讨了砖石古塔的动力性能,并在实测资料的基础上提出了砖石古塔基本周期的实用计算方法,通过实际应用说明,能满足抗震分析的需要。     

西安小雁塔动态特性计算分析

为了研究土与结构相互作用对砖石古塔动态特性计算结果的影响规律,建立是否考虑土与结构相互作用时西安小雁塔的数值分析模型,计算了小雁塔的前2阶振型及周期,并将理论计算结果与实测结果进行比较。结果表明:采用理论计算法与数值分析法计算砖石古塔的动态特性时,第1阶周期的计算结果均与实测结果较为接近;第2阶周期的计算结果均与实测结果偏差较大,在考虑土与结构相互作用时,数值计算结果与实测结果偏差反而加大;土与结构相互作用对砖石古塔高阶振型的计算结果影响显著。     

残损明清古建筑木结构动力特性研究

古建筑木结构在历经几百年的服役后存在不同程度的残损,显著降低了结构的受力性能。为研究残损古建筑木结构的动力特性,选取北京故宫内具有明清古建筑特征的井亭木结构为研究对象。通过现场检测,确定结构的残损类型并分析残损原因,同时,采用环境激励法进行现场动力测试,获得结构的前3阶自振频率和振型。基于实测结果并考虑材料老化、立柱倾斜和柱脚糟朽等损伤因素,分别建立结构的完好和残损有限元模型,对其进行模态分析和地震响应计算。研究结果表明:由于重屋顶和关键节点的半刚性构造特征,木结构的自振频率相对较低;材料、构件和节点的残损降低结构刚度和自振频率;在地震动作用下,残损结构的柱脚水平反力小于完好模型,而其加速度和位移响应明显大于完好结构。     

大跨度锯齿形锥壳屋盖厂房动力实测和地震效应的分析

本文介绍36m跨锯齿形锥壳屋盖厂房的动力实测和有限元方法计算其地震效应的分析结果。实测中采用了激振、冲击和脉动等方法,获得了该结构的自振频率、振型和阻尼。用有限元方法和程序进行了大量分析计算,探求到其动力特性和地震效应的特点。实测和计算均表明:计算的自振频率和振型与实测值符合;地震效应以垂直振型为主;一般应取前10个振型进行振型组合。试验研究结果表明该结构具有良好的抗震性能,在8度地震区使用是安全的。这一研究为推广和改进这类结构提供了实践和依据,     

基于环境激励测试的开元寺塔动力性能分析

采用环境随机激励技术对定州开元寺塔的动力特性进行现场测试，提出一种新的空间测点布置方案——同向平行测试法，利用该方法可以对开元寺塔平动及扭转模态分量进行有效测量。基于现场实测数据，结合Welch自功率谱密度法和随机子空间法得到砖塔的自振频率、振型等参数，并反演推算出砖塔结构的层间刚度。研究表明砖塔东北侧新砌筑结构层间刚度普遍大于东南侧旧塔体结构，随着高度的增加砖塔的层间刚度逐渐减小。基于动力测试分析数据，建立并修正了ABAQUS有限元模型。有限元模型模态分析结果与实测结果对比误差较小，说明模型较为可靠，可以为古塔的后续动力响应分析提供数值模型。     

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。     

倾斜砖石古塔随机振动测试分析

为了研究倾斜砖石古塔的动力性能及其随机振动规律,依据虚拟激励法及场地振动特性,综合考虑结构及激励的随机性,对陕西省旬邑县泰塔在倾斜矫正施工期间进行了随机动力响应分析。计算了各楼层速度及加速度响应的自功率谱,给出了结构振动的前2阶自振频率;并进行了各楼层响应与地面振动的互功率谱及频响函数分析,研究了楼层随机动力响应与地面随机振动输入及结构振动的关系。结果表明:地面随机振动加速度对底部楼层影响较为显著,而速度响应则是在顶部楼层较为明显,且随着楼层高度增加,结构自振动力响应逐渐显著。因此,进行古塔结构振动测试及随机振动分析应依据研究目的确定测点位置及所采集信号类型。     

基于贝叶斯方法的砌体结构自振频率推断

自振频率是既有砌体结构振动特性的重要指标,但其现场实测结果数据量有限且较为离散,难以对结构振动特性进行评估。为解决此问题,采用数理统计方法处理实测自振频率的不确定性。首先通过环境激励和人工激励,由动力测试获得试件自振频率的实测数据。然后基于贝叶斯方法,通过马尔科夫蒙特卡洛抽样,在实测数据中发掘总体信息;再结合对自振频率的先验判断,构建自振频率的样本后验分布。基于所获得的样本后验分布推断砌体试件的自振频率。结果表明,以上方法在实测数据量少、噪音影响较大的情况下具有很好的鲁棒性,能够较快收敛于稳定、合理的样本后验分布,为推断自振频率提供可靠的基础。结合某复杂既有砌体结构的自振频率监测过程,说明所提方法可用于工程检测。     

楼阁式错角筒砖塔结构性能分析研究

砖石古塔在我国古塔中历史最为悠久,在现存古建筑中体型最为高大,保存数量最多,具有重要的研究意义。以南京牛首山弘觉寺塔为研究对象,利用部分实测数据以及材性指标,应用有限元分析软件ANSYS对楼阁式古塔特有的错角结构与一般楼阁式直筒结构性能进行了对比。研究发现两种结构的动力特性及荷载作用下的结构性能相似,但错角筒结构能避免不均匀沉降引起的应力集中。     

基于环境振动的高层建筑结构动力特性实测与数值模拟

高层建筑的动力特性是其自身固有的特性,一般是指其自振频率、振型及阻尼比。通过现场测试得到高层建筑的动力特性具有重要意义,既可以验证理论计算,又可以为建筑物的安全性评估及损伤识别积累基本技术资料。本文对某复杂高层建筑结构的动力特性进行了现场测试,并进行了三维有限元数值模拟。通过对实测结果和数值模拟结果进行分析,得出了该结构的自振特性,证明本文数值模拟效果良好,有足够精度。     

上海中心大厦施工过程数值分析与监测研究

超高层建筑施工周期较长,施工过程中结构时变、材料时变、荷载时变等将对结构受力性能产生影响.为对超高层结构施工过程进行有效监控和分析,以上海中心大厦实际施工过程为例展开研究.建立了考虑施工过程的有限元模型,同时对施工过程进行了长期监控;采用现场监测和数值模拟计算结果进行比较,通过调整有限元计算模型来预测后续施工过程中的结构状态.研究结果表明:自振频率识别值比有限元结果偏小,混凝土材料时变对竖向变形及构件内力影响明显,考虑季节温差的竖向变形计算结果与实测数据较为吻合.     

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。     

工业输送栈桥振动特性测试及模态分析

为研究某水泥厂三号生产线30m长钢桁架输送栈桥的振动特性,对结构在皮带停止运转、皮带运转不输送物料以及皮带运转输送物料三种工作状态下进行了现场试验,测得该输送栈桥的自振频率,得到其频谱曲线。针对测试结果,采用有限元分析软件SAP 2000对上述钢桁架输送栈桥进行了模态分析,并得到其前4阶振型及自振频率。通过对比有限元分析得到的自振频率与现场实测得到的频谱曲线,分析不同工况下输送设备对栈桥振动的影响。     

古塔平移前后结构动力响应有限元对比分析

采用有限元方法,研究古塔在整体平移前后的动力特性及抗震性能。考虑塔檐、塔刹以及开洞等构造,建立古塔平移前后的三维实体有限元模型,分别对平移前后模型进行模态分析和时程分析,对比在多遇地震与罕遇地震作用下古塔结构的位移时程反应、加速度时程反应以及应力分布。结果表明:平移后古塔主体结构的频率小于平移前的频率;在地震作用下平移后古塔的位移、加速度和应力相比平移前均增大;古塔塔刹的位移反应明显大于塔身,古塔的最大层间位移角随层高增加而增大;多遇地震作用下古塔结构主体完好,罕遇地震作用下平移前古塔塔刹轻微破坏,平移后塔刹严重破坏;古塔底层墙体以及2层墙体与塔檐连接处应力较大,底层墙角处最大应力值已超过材料抗拉强度。