结构试验课件第7章结构动力特性试验.pptVIP

6.6 人工激振法测量结构动力特性 图2 Y方向各楼层速度反应时域波形 6.6 人工激振法测量结构动力特性 图4 X方向各楼层与7层速度反应的互谱曲线： 6.6 人工激振法测量结构动力特性 图5 Y方向各楼层与7层速度反应的互谱曲线 6.6 人工激振法测量结构动力特性 图2和图3所反映的楼层X、Y方向各通道的时域波形可以看出,随楼层的增加,结构的脉动反应呈放大趋势;对各楼层时域波形进行傅氏变换,以顶层质点作为参考,得到各楼层相对于顶层质点的互谱结果,具体见图4和图5,由图4和图5可以看出各层的互谱曲线均在结构的主频出现明显的波峰。 根据各楼层互谱幅值进行振型拟合,结果见表1和表2。 6.6 人工激振法测量结构动力特性 表1 X方向前2阶测试振型结果： 楼层 相 对 幅 值 振型 1 阶 TX1=1.7509S 2阶 TX2=0.5810S 7 1 -1 6 0.958 -0.644 5 0.871 -0.03 4 0.742 0.594 3 0.577 0.969 2 0.385 0.935 1 0.174 0.509 0 0 0 6.6 人工激振法测量结构动力特性 表2 X方向前2阶测试振型结果： 楼层 第1阶 f1=2.002Hz 第2阶 f2=5.956Hz 振型 7F(6#) 1 0.31538 6F(5#) 0.86755 -0.35096 5F(4#) 0.65894 -0.79038 4F(3#) 0.49139 -1 3F(2#) 0.36225 -0.84038 2F(1#) 0.23444 -0.49808 1F 0 0 6.6 人工激振法测量结构动力特性 X方向前2阶测试振型结果 Y方向前2阶测试振型结果 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 该工程为七层钢筋混凝土框架结构，平面布置规则，建筑各层高度分别为2×3.5m、5×3.4m，混凝土柱截面尺寸均为300×400，混凝土强度为C20，采用SATWE程序对该结构进行计算，计算得到该楼两个方向前两阶振型和周期结果见表3～表4，实测周期与计算周期的比较结果见表5。 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 表3 X方向计算振型结果： 楼层 相 对 幅 值 振型 1 阶 TX1=1.7509S 2阶 TX2=0.5810S 7 1 -1 6 0.958 -0.644 5 0.871 -0.03 4 0.742 0.594 3 0.577 0.969 2 0.385 0.935 1 0.174 0.509 0 0 0 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 表4 Y方向计算振型结果 楼层 相 对 幅 值 振型 1 阶 TY1=1.4268S 2阶 TY2=0.4695S 7 1 1 6 0.977 0.638 5 0.88 0.006 4 0.743 -0.623 3 0.571 -0.988 2 0.374 -0.937 1 0.163 -0.493 0 0 0 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 表5 实测周期与计算周期的比较： 实测 计算 固有周期(秒) 方向 阶次 X 1阶 0.5252 1.6926 0.31 2阶 0.1781 0.5769 0.31 Y 1阶 0.4995 1.3830 0.36 2阶 0.1679 0.4676 0.36 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 框架结构的计算周期较实测周期偏大甚多，其中一个较主要的因素是，框架结构在计算中，通常抗侧力构件只考虑承重的框架柱遭受破坏前，尤其在脉动反应中，结构整体处于线弹性工作阶段，框架填充墙与框架协同工作且其提供的抗侧刚度很大，这是造成结构计算周期与实测值相比偏大的主要原因。 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 虽然填充墙能协同框架分担水平力，但不易计算。现行规范对框架结构的抗震计算通常采用不考虑填充墙的刚度和强度，只作为惯性重量集中到各楼层，以保证“进行结构抗震强度验算与所确定自振周期采取的计算简图相一致”，这一抗震设计方法是简单的，但须注意的是，对上重下轻（如底部空旷）的房屋，不宜随意把填充墙简化成惯性重量作用到框架上去，这样作容易使底层框架柱的实际剪力较多地超过不计上层填充墙时的计算剪力。 6.6 环境随机振动法测量结构动力特性 从框架结构实测周期与计算周期的对比可以看出，填充墙在实际工作状况中的刚度贡献是客观存在的，在结构计算中虽然可采用不考虑填充墙刚度和强度的简化方法，但从抗震多道设防的观点出发，填充墙提供抗侧刚度，并分担水平地震力，应当采取必要的构造措施来避免其在地震过程中产生次生灾害，并在设计阶段充分考虑填充墙构成的附加刚度及结构体系在竖向刚度的连续性。 第六章 结构动力试验 主要内容 6.1 概述 6.2 结构动力荷