关于结构频率控制方法的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com铁道建筑RailwayEngineeringApril，2006文章编号：1003．1995(2006)04．0096．03关于结构频率控制方法的研究吴泽玉，王东炜，李玉河，金翠竹(1．华北水利水电学院土木系，郑州450000；2．郑州大学土木工程学院郑州450002；3．北京国电华北电力工程有限公司，北京100011)摘要：对处于较高地震烈度区、承受动力荷载或者内置有固定工作频率设备的建(构)筑物而言，会有结构和环境的频率遇合的问题发生。以往的做法主要是通过提高结构物

2、的抗力、隔断振动源或加大结构阻尼的方法来消减共振所造成的结构安全性降低问题。文章通过对影响结构频率的各种结构参数的分析，总结出通过调整结构参数进行结构频率控制的方法；找出最有效提高结构自振频率的方法。结合实例，阐明了通过调整结构参数改变结构频率的方法在工程中的应用。关键词：结构频率刚度共振地震烈度阻尼系数中图分类号：TB122文献标识码：A其中，=，表示作用荷载圆频率与结构自振圆频1结构自振频率(u率∞的比值；表示结构的阻尼比。对于高烈度区的建筑物、构筑物、承受动力设备、对于阻尼比<去的实际结构，反应峰值动力放内置有

3、固定工作频率的设备，常常会发生结构与环境大系数用(3)式计算：的频率遇合问题。使居住者感觉不舒适，动力设备或内置设备不能正常工作，严重的使设备毁坏，房屋倒D=[2~／1一](3)塌。通常采用提高结构抗力、隔断振动源或加大结构对于一般的建(构)筑物，阻尼系数很小，动力响应的阻尼来减轻由于共振对结构的不利影响。成几倍甚至十几倍的放大，因此，对于这些结构，要避结构的自振频率是结构固有特性，仅与质量m和免发生共振。刚度k有关，与其它外界因素无关。因此，要改变结构的自振频率，就要调整结构的质量和刚度。对于单自3避频设计方法由度

4、体系结构，自振频率计算公式如(1)式：结构频率主要调整方法=√c·)3J对结构白振频率的调整有多种方法，应用时要因式中为频率，表示一秒钟内结构振动的次数，单位地制宜，合理选用，并要注意，各种参数对结构自振频为赫兹(Hz)。率的影响程度是不一样的。主要调整方法如表1。3．2调整自振频率实例2共振放大原理1)降低结构重心对于两个等体积的实体结构，重心低的频率大。动力激励对结构所产生的效应与静力所产生的效A1为实体结构是正方体，10m×10m×10m，重心5应不同之处在于静力所产生的效应乘以动力放大系数m；A2为实体结构是

5、棱台，下底为12m×12m，上底为就等于动力所产生的效应。动力放大系数用(2)式计7．85m×7．85m，重心4．3272m。计算结果见表2。混算：凝土的强度等级为C20，单位质量2500kg／m3，频率取D=[(1一J9)+(2)]一言(2)前五阶。．2)增加斜撑基金项目：国家自然科学基金项目(501178064)假设对剪力墙结构进行分析。Bl为圆形剪力墙维普资讯http://www.cqvip.com2006年第4期关于结构频率控制方法的研究97表1提高结构频察的方法方法1刚度增加质量保持不变结构频率增加方法2刚

6、度相对增加较快质量增加结构频率增加方法3刚度减小质量相对减小较快结构频率增加结构，直径10nl，层高4m，3层，墙厚600mm，楼板厚斜撑支在二层，斜撑与地面成60。夹角；B3为斜撑支在500mm；B2至B4剪力墙结构条件为：等间距设有四根一层，与地面成60。夹角；]34为斜撑支在一层，与地面600mmX600mm斜撑，其余参数与B1相同。另B2为成45。夹角。频率计算结果见表2。表2计算频率Hz频率计算结构阶段AlA2B1B2B3R4ClC2D1D2ElF2l36．O9747．541l8．5o019．280l9．0

7、8619．1261．89781．96789．2059l5．150l9．6739．9Ol6236．30547．97918．50o19．28519．08619．1262．02292．09459．364415．15O19．6731O．O72O354．18477．58625．62821．74625．64525．6382．05532．142124．548042．21627．48926．4030481．27594．57527．72525．64527．74427．7363．38722．142129．8l7042．34028．9l8

8、32．0700598．728l20．53028．O6825．63828．10728．0944．31764．244230．0l9050．10229．20332．28703)增大截面惯性矩的作用。因为混凝土强度提高，弹性模量变大，相应的假设对六层框架结构进行分析。六层框架，框架结构刚度变大。采用高强混凝土一定要注意它的负面间距6．2m，共8个开间，