基础竖向周期激励下GFRP圆弧拱面内动力稳定性实验研究

该文为探究铺层角度对基础竖向激励下GFRP圆弧拱平面内动力稳定性能的影响，开展了系统的实验研究。设计了6组不同铺层角度的圆弧拱试件，利用TIRA激振器模拟输出基础竖向周期激励，采用NDI三维动态采集仪采集圆弧拱的竖向动位移，根据测得拱的面内自由振动响应，分别通过快速傅里叶变换和自由衰减法获得拱的自振频率和阻尼比。通过扫频实测了GFRP拱的动力不稳定域边界，并与有限元计算结果进行对比，基本吻合。研究表明：当外部频率约为结构自身频率两倍时，结构会出现激烈的面内反对称振动现象，即为参数共振失稳；当激励加速度小于临界激发加速度时，拱处于定态振动；外激励大于临界激发加速度时，GFRP拱出现参数振动，并且随着加速度的增大，拱的振动愈发激烈；随着铺层角度的增大，拱的自振频率和临界激发加速度逐渐减小，阻尼比与不稳定域范围逐渐增大。