結構試驗課件結構動力特性試驗

第六章結構動力試驗主要內容6.1概述6.2結構動力荷載特性試驗6.3結構動力特性6.4結構動力反應試驗6.5結構疲勞試驗6.6結構動力試驗實例6.1概述6.1.1結構動力荷載的類型1.地震作用2.機械設備振動和沖擊荷載3.高層建筑和高聳建筑的風振4.環(huán)境振動5.爆炸引起的振動

6.1概述6.1.2結構動力試驗的內容1.測定結構動力荷載或振源的特性，即測定引起振動的作用力的大小、方向、作用頻率及其規(guī)律。2.測定結構的動力特性，包括結構的自振頻率、阻尼和振型。3.測定結構在動力荷載作用下的反應位移（振幅）、速度、加速度、動應力。動力系數(shù)等6.2結構動力荷載特性試驗動力荷載的特性作用力的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律6.2結構動力荷載特性試驗6.2.1主振源的探測主振源的頻率：幅值最大的頻率圖6-1幾種典型振動記錄波圖形(a)(b)(c)(d)(e)(f)下列是撞擊荷載引起的振動？6.2結構動力荷載特性試驗1.

直接測定法通過測定動荷載本身的參數(shù)以確定其特性。2.

間接測定法把動力荷載安裝在專用的，有足夠變形的彈性結構上，上下是剛性支座3.

比較測定法比較振源的承載結構在已知動力荷載作用下的振動情況，得出荷載的特性數(shù)據(jù)6.2.2主振源特性的試驗測定6.3結構動力特性試驗

6.3.1概述

結構的動力特性包括結構的自振頻率、阻尼比、振型等基本參數(shù)。動力特性參數(shù)，振動模態(tài)參數(shù)這些參數(shù)決定于結構的形式、剛度、質量分布、材料特性及構造連接等因素，而與外載無關。作用？？？？6.鄭3結構責動力貸特性栽試驗結構樂動力積特性耳試驗謎的方若法1.人工陪振動停法自由萍振動強迫浴振動2.環(huán)境圓隨機超振動傅法6.橋3.經1概述6.揭3結構造動力匯特性抄試驗6.值3.頌2人工摘振動者法測孫量結薪構動妄力特朱性1、自由巡壽振動叛法定義匠：在爭試驗窗中采既用初位懼移或初速番度的突卸扮或突壓加荷掘載的方州法，些使結肆構受霸一沖貝擊荷灶載作妥用而摘產生凳自由嗓振動倘。結構卷自振撇頻率炎測量阻尼坦比測賭量振型荒測量6.邁3結構臣動力捏特性臉試驗6.絞3.遲2人工齒振動勇法測錫量結積構動座力特纖性2強迫和振動猛法強迫冶振動倍法也掉稱共振響法。一破般都李采用傷慣性夠式機因械離段心激啦振器筆對結神構施磁加周胖期性狂的簡鬼諧振貴動，制在模傷型試海驗時拆可采倍用電貧磁激堡振器全激振毫，使墾結構詠和模霸型產梳生強論迫振封動。鄰由結慣構動饞力學眉可知漆，當干擾紹力的卸頻率唯與結速構自口振頻機率相度等時蹦，結僅構產卡生共袍振。掃利指用激族振器幣可以豬連續(xù)距改變腸激振呀頻率秒的特鑰點，憤當結科構產峽生共魂振時振幅周出現(xiàn)店極大墾值，這詞時激靈振器云的頻英率是旬結構逢的自漫振頻詢率。6.世3結構狠動力哥特性非試驗6.債3.晨3環(huán)境決隨即洞振動裙法測學量結墓構動荷力特謹性脈動明顯甜反映椒出建極筑物準的固有婚頻率和自振夕特性。隨機玩振動養(yǎng)過程鏈是一芳個復臟雜的欺過程頃，每柜重復山一次觸所取奧得的粘每一必個樣鹽本都蛾是不源同的休，所醫(yī)以，胞一般只隨機崗振動凳特性懶應從謙全部同事件歪的統(tǒng)計黎特性的研鞭究中括得出處，并誤且必霧須認匪為這艇種隨納機過輕程是卵各態(tài)執(zhí)歷經畝的平穩(wěn)晃過程。6.津4結構怖動力編反應教試驗6.宏4.梳1結構掩動態(tài)子參數(shù)拋的測技量結構執(zhí)在動力皇荷載森作用鬼下特藥定部諸位的泉動態(tài)徒參數(shù)振幅響、頻鈔率，匆速度娃、加料速度欣、動蜓應變傳播燙系數(shù)：各賢點測乓得的振幅與振遠源處蜂的振賭幅之遷比（哲特定叛結構革與特春定振且源）6.獅4結構帶動力吉反應升試驗6.各4.戶2結構汁振動約形態(tài)榜的測漆量多個繞測點去振動托變形拖圖振動繩形態(tài)促與振沾型的敏區(qū)別（P1顫65）6.猛4結構駐動力培反應咐試驗6.向4.艘3結構室動力倍系數(shù)恢的測糞量動力看系數(shù)動撓獅度和揚靜撓賓度的門比值叢稱為襯動力賞系數(shù)。6.貴5結構龍疲勞形試驗6.亡5.集1概述疲勞留（定償義）麻（P1鉛66）：結構伶在等幅館等頻或變幅祝等頻的多暖次重巖復和防反復容荷載理作用拴下，萌由于蛾結構稅某一陰部分檢局部少損傷絨的遞倆增和盡積累薄，導枯致裂概紋形組成并蹤蝶逐步裙發(fā)展活，材靜料的示強度叢降低受，以意致結鑼構低農于相流同靜叉力荷躍載情袖況被頁破壞來。結構伙疲勞腸試驗鐵的目剃的就顆是要食了解豎在重壤復或殼反復巴荷載塑作用芹下結刻構的您性能雷和其源變化媽規(guī)律勞，確貍定結構刮疲勞呢破壞究時的仁強度指值和荷載領重復靜作用張的次宣數(shù)，即誕確定疲勞粉強度和疲勞他壽命。6.近5結構糖疲勞磚試驗6.露5.蓄1概述疲勞帆試驗重分類等幅間值疲所勞試友驗、閉變幅炕變頻識疲勞忠和隨慈機疲埋勞中級梯工作秩制吊椒車梁趙：20軋0萬次期疲勞高級倡工作恰制吊鍛車梁賓：40駛0萬次蓬疲勞6.拜5結構講疲勞廈試驗6.叼5.標1概述生產防性疲悼勞試話驗一般請包括偶以下亞內容材：抗裂性能鏟；開裂佛荷載男、裂切縫寬裹度及開慣展情畏況；最大慘撓度招及變榴化幅財度和運疲勞炒極限釘強度棋。研究搏性疲俗勞試極驗一般瞎包括給以下數(shù)內容銹：確定元開裂敞荷載兆；裂縫即的寬課度、競間距蝴、分幣布形夢態(tài)及勵其隨臉荷載束重復治次數(shù)聞的變貴化；最大餡撓度凳及其醫(yī)變化泉；測定短破壞砌荷載柱、疲剪勞壽堂命及獎破壞迫特征惠。6.裂5結構怖疲勞鉤試驗6.涂5.魔2疲勞赴試驗土的加份載設漸計1.疲勞熄試驗價荷載（一吩）疲性勞試加驗荷咐載取糾值：疲勞鳳試驗暮的上限殿荷載Qma麥x是根病據(jù)構嘗件在擠標準徒荷載汗最大怖最不雙利組括合下瓣產生江的彎刑矩計賊算而服得荷載膨下限根據(jù)每疲勞抱試驗披設備地的要骨求而叢定。6.特5結構啊疲勞繡試驗6.賄5.舉2疲勞派試驗墊的加石載設址計2.試驗繳荷載留頻率荷載莖頻率幸不應辰使構令件和亮荷載移架發(fā)膏生共叼振，謊同時鋒應使乎構件頭在試凝驗時宿與實但際工做作時宋的受擴力狀濃態(tài)一皂致，保為此威荷載挎頻率朝與構不件固熱有頻扮率應窩滿足搬一定姑條件星：結構聯(lián)疲勞升試驗螺的方儉法1、疲勞拜試驗奸荷載荷載胖取值：上限解值根據(jù)漠構件踏在荷柏載標笨準值桶最不倍利組槐合下辱產生暈的彎調距計說算求伯得；下限計值根據(jù)鳳疲勞叉試驗涌機的龍設備懲性能摟而定延。

控制次數(shù)：中級工作制吊車梁：次；重級工作制吊車梁：次。

頻率選擇：依據(jù)疲勞試驗機的性能而定。通常為：疲勞鄙機的熔頻率構件圈固有夸頻率6.善5結構留疲勞椅試驗6.膛5.望2疲勞鎮(zhèn)試驗牧的加間載程哈序一種波是為歇了求叔得疲畫勞極娛限而旺對構難件從瞞頭到買尾施仔加重導復荷峽載；亡另一摧種是袖靜荷傭載與美疲勞臘荷載越交替匪施加飄。疲勞穴試驗極過程蠶中要屑進行三種形疑式的聽試驗（1）靜占載試舉驗：靜億載試淘驗先坦做2~照3次加載醬、卸酸載循球環(huán)的霸靜載華試驗腐，加載棄值為岡最大黑荷載螺的20擾%，分4級加歡載。（2）疲禮勞試值驗：（3）破尚壞試晝驗階森段：疲勞末試驗藝加載湊程序變更片荷載凳上限竊的加即載程扶序兩種：靜荷凍載和擴疲勞嫌試驗的。靜載疲勞靜載等幅柳疲勞收加載注程序等幅煩疲勞裂加載分方案6.油5結構掌疲勞欠試驗6.專5.圖3結構壞疲勞物試驗摘的觀般測設業(yè)計1.荷載裝最不秋利組仍合確獎定主瘦要受挨力部謀位和良控制鋪截面2.測試襲內容荷載翻的次伐數(shù)、淋破壞膜特征搏和荷屑載值1、嚴們格找單平。2、側主性移蝴動和展傾覆睡。3、安取全防揮護措最施。4、支綿撐設咸備，斷足夠敬剛度5、自足控停咬機裝地置6.衛(wèi)5結構借疲勞術試驗6.作5.浪4結構泰疲勞踩試驗千的安嚴全裝往置6.鞠6人工詠激振和法測允量結泊構動扯力特粉性振型哨測量測振捐傳感饅器布是置：悉沿結反構高已度或掙跨度能方向值連續(xù)江布置既水平菊和垂爪直測約振傳救感器棉，整存體結繪構布掀置在刑各層部樓面王、屋方面。試驗娃按振蜂動記鏟錄曲版線取款某一運固有犁頻率多結構側振動怠時各覽個測亮點同黨時間扮位移燃值，冠并將小位移冷值連圍線，黎得到鉤結構才振型裙曲線瞇。量測川注意礦振動蒼曲線喊的相堤位。6.固6人工取激振舊法測鍬量結窗構動韻力特肉性實際遺工程蘋測量甚：某疾復病控沒制中班心實解驗樓煌建于19蛾77年，咐原設利計為禿六層黃，實墨際建戀成七補層鋼歪筋混酬凝土從框架嗚結構快，基盜礎為殺整體敬筏板買基礎儉，建責筑面忍積約58蛛80忍m2，建摘筑為算典型申的內學廊式訂辦公瘦樓，在平面源布置帥規(guī)則郊，結償構縱連橫方覽向平耗面尺宋寸分魄別為56拼m，15旱m，建阻筑高姐度約營為24倚m。6.庸6人工衡激振遣法測驚量結撿構動載力特緣瑞性該建孟筑平棄面較麗為規(guī)爐則，倦選擇依在走安廊中槽部沿姐二至殲七層架布置材縱橫攀兩個比方向漁的拾吹振器鍵，測紋試時謎間為動中午雀下班痰時間謙，以箱避免促人為論的干拍擾噪扣聲；閘現(xiàn)場哪采用50大Hz的采嶺樣頻序率對直結構孩的脈槍動速植度反天應進符行約1小時權的采歉樣，蠶抗混咽濾波總器設偏置20蓋Hz的低脾通濾胡波，藏數(shù)據(jù)看采集拼儀1～6通道安分別早對應X方向嚼二～合七層長的速辣度反飄應，7～12通道含分別洋對應Y方向很二～泥七層茫的速住度反鑄應,圖2和圖3分別端為X、Y方向列各通哪道的芝時域珍波形白。6.進6人工杜激振愧法測嫁量結黃構動誘力特磚性圖1X方向散各樓栗層速腔度反調應時墻域波蒸形6.斥6人工者激振她法測裕量結峰構動沾力特羞性圖2Y方向武各樓屬層速薦度反嫌應時通域波憤形6.鞏6人工熔激振志法測歐量結甜構動肯力特耗性圖4躲X方向徐各樓麗層與7層速吵度反撞應的狹互譜乓曲線界：6.已6人工借激振自法測駁量結沙構動競力特呆性圖5閃Y方向泡各樓擦層與7層速掃度反坡應的矩互譜余曲線6.著6人工狐激振慣法測錘量結職構動至力特檔性圖2和圖3所反呆映的過樓層X、Y方向夕各通迅道的小時域勞波形職可以荒看出,隨樓引層的受增加,結構伙的脈辭動反白應呈鑒放大原趨勢;對各成樓層躬時域寶波形謀進行梳傅氏霜變換,以頂據(jù)層質截點作殘為參艱考,得到禍各樓路層相冠對于賀頂層總質點行的互濟譜結配果,具體甩見圖4和圖5,由圖4和圖5可以江看出搬各層項的互喉譜曲母線均贏在結僑構的像主頻叼出現(xiàn)啄明顯走的波持峰。根據(jù)仰各樓腦層互跟譜幅裳值進蛛行振緣瑞型擬引合,結果辱見表1和表2。6.天6人工善激振組法測怨量結菌構動唉力特增性表1傲X方向葬前2階測皮試振語型結雹果：樓層相對幅值振型1階TX1=1.7509S2階TX2=0.5810S71-160.958-0.64450.871-0.0340.7420.59430.5770.96920.3850.93510.1740.5090006.存6人工武激振蔬法測趴量結毅構動圾力特煉性表2券X方向袖前2階測挑試振縣型結斃果：樓層第1階f1=2.002Hz第2階f2=5.956Hz振型7F(6#)10.315386F(5#)0.86755-0.350965F(4#)0.65894-0.790384F(3#)0.49139-13F(2#)0.36225-0.840382F(1#)0.23444-0.498081F006.樸6人工土激振土法測區(qū)量結筍構動死力特秘性X方向半前2階測榴試振蘭型結輝果Y方向度前2階測協(xié)試振彈型結帶果6.肝6環(huán)境敬隨機竄振動翅法測雹量結訓構動蘭力特窩性該工碧程為拉七層未鋼筋廳混凝渾土框隔架結矮構，育平面柳布置煤規(guī)則霸，建硬筑各構層高戶度分疾別為2×誤3.爪5m、5×跟3.塊4m，混箭凝土跳柱截渾面尺透寸均掏為30杰0×葬40級0，混桃凝土芝強度役為C2乘0，采純用SA斑TW鬧E程序撲對該誰結構續(xù)進行誰計算兆，計戶算得爸到該市樓兩援個方倆向前意兩階合振型硬和周子期結鵲果見慢表3～表4，實栗測周瓣期與爺計算堡周期轎的比碎較結祖果見莖表5。6.膏6環(huán)境幼隨機狼振動型法測災量結蠢構動奶力特靠性表3猴X方向設計算字振型忽結果庭：樓層相對幅值振型1階TX1=1.7509S2階TX2=0.5810S71-160.958-0.64450.871-0.0340.7420.59430.5770.96920.3850.93510.1740.5090006.低6環(huán)境喜隨機菌振動潤法測算量結兆構動座力特衣性表4窩Y方向值計算納振型交結果樓層相對幅值振型1階TY1=1.4268S2階TY2=0.4695S71160.9770.63850.880.00640.743-0.62330.571-0.98820.374-0.93710.163-0.4930006.伙6環(huán)境皮隨機霉振動義法測嬸量結椅構動勝力特瘋性表5實測裳周期陣與計報算周永期的威比較罰：實測計算固有周期(秒)方向階次X1階0.52521.69260.312階0.17810.57690.31Y1階0.49951.38300.362階0.16790.46760.366.秧6環(huán)境紀隨機階振動灶法測析量結嶺構動版力特窩性框架柄結構避的計載算周托期較粘實測旱周期守偏大窯甚多溫，其襪中一踐個較蛇主要元的因議素是靜，框膽架結蘆構在紋計算把中，勺通常池抗側仿力構駁件只面考慮脆承重掠的框閘架柱慰遭受鵝破壞預前，泉尤其雷在脈近動反抗應中蠻，結虜構整輝體處崗于線蘭彈性盾工作鑼階段陳，框此架填度充墻液與框乎架協(xié)塞同工癢作且懂其提英供的揭抗側崗剛度辜很大鮮，這暫是造評成結陪構計讓算周香期與計實測割值相孝比偏嫩大的伐主要后原因貌。6.暑6環(huán)境豬隨機封振動贈法測濟量結象