某钢筋混凝土框架-核心筒结构的动力特性试验.pdf

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1、试验研究文章编号：1009-9441（2015）02-0004-05某钢筋混凝土框架-核心筒结构的动力特性试验□□高艳斌（太原太工天昊土木工程检测有限公司，山西太原030024）摘要：建筑装潢会导致结构主体隐蔽，同时也使得结构缺2试验原理陷以及损伤处于隐蔽、不可见状态。为判定结构的工作状况，可采用动力特性试验的方法对结构的整体工作性能进行采用脉动法测试结构的动力特性参数，应首先研究。以某钢筋混凝土框架-核心筒结构为研究对象，采用把待测结构当做一个多自由度的系统。对于钢筋混脉动法对结构进行了动力特性试验，并建立有限元模型进行凝土框架结构

2、，在环境激励下结构的脉动响应信号计算和比较分析，对结构的工作状况作出了评价。是由两个激励源引起的，一是由地壳微小运动及机关键词：钢筋混凝土结构；框架-核心筒结构；脉动法；有限器车辆引起的地面扰动，二为风致振动，两个激励源元；频率；振型引起的振动均是随机振动。脉动法测试所记录的数中图分类号：TU528.571文献标识码：A据是系统对于这些随机输入的响应，再通过输出响引言应谱及谱峰值求得结构物的固有频率。对于振型，使用相对测点之间传递函数的幅值与相位来近似地建筑结构的动力特性是结构自身固有的特性，确定。基本参数包括建筑结构的自振频率（或周

3、期）、振型在进行脉动试验及其数据分析时，可作以下与阻尼比，建筑结构的动力特性参数可为结构的整［2］3条假设：体安全性能评估及损伤识别提供重要依据。动力特（1）建筑物的脉动是一种各态历经的随机过性的测试方法包括激振法、自由振动法与脉动法，本程，其主要特征与时间起点的选择关系不大，并且因次试验采用脉动法对结构的动力特性进行测试。建建筑物本身拥有动力特性的影响（建筑物如同一个筑结构的脉动是一种很微小的振动，包括来自地壳滤波器），所以采集到的建筑物脉动是一种随机平的微小运动，地面车辆、机械运动导致的地面扰动引稳的过程。故当单次采集建筑脉动的记

4、录时间足够起的建筑物振动和风等自然因素引起的建筑物振长，可用单个样本的特性来描述这个过程的所有样动。脉动法主要是通过合理布置传感器拾取结构的本的平均特性。为了保证随机信号数据处理有一定脉动响应，经分析得到其动力特性参数。采用脉动的统计精度，单个样本脉动试验需要的记录时间不法测试结构的动力特性参数不利用任何激振设备，得少于1800s。对建筑结构无损伤，不受结构隐蔽部位的影响，并且（2）对于多自由度体系，多个激振输入时，在共不会影响到结构的正常工作运行。振频率附近所测得的物理坐标的位移幅值，可以近1工程背景似地认为就是纯模态的振型幅值。对

5、于多自由度体系，各阶固有频率见（1）式：某工程项目地下2层、地上35层，建筑总高度Ki为130.98m，其结构形式为钢筋混凝土框架-核心ωi＝（i＝1，2，…，n）（1）Mi筒结构，基础采用钢筋混凝土桩基础，该结构抗震设［1］式中：ωi———各阶固有频率；防烈度为8度，抗震等级为特一级。为研究该结构在服役期内的抗震性能，采用脉动法对结构的动Ki———相应阶数的广义刚度；力特性进行测试，同时根据结构形式、几何尺寸、混Mi———相应阶数的广义质量。凝土强度，采用有限元软件ANSYS对建筑物进行模各阶固有频率在阻尼比较小的情况下，通过采型建

6、立以及计算，并与测试结果比较，进而对结构的集数据计算的频率属于（2）式范围内的均可认为是工作状况进行评价。其第i阶固有频率。·4·Research&ApplicationofBuildingMaterials1方向振型对应的频率与阻尼比（见表1）。水平横向ω＝ωi±Δωi（2）21~3阶振型如图2至图4所示，水平纵向1~3阶式中：ω———第i阶固有频率；i振型如图5至图7所示。Δωi———第i阶固有频率的带宽。表1结构自振频率和阻尼的实测值在这一共振频率附近所测得的信号，可以近似周期T/s阶数频率f/Hz阻尼/％T＝1/f地认为与其主

7、振型成比例，而忽略其他振型的影响，10.7831.2774.257这样就可以采用峰值来确定结构物各阶频率和振水平横向21.7060.5866.071型。33.1060.3226.034（3）假设脉动源的频谱是比较平坦的，可以把10.6571.5225.487它近似为有限带宽白噪声，也即脉动源的傅里叶谱水平纵向21.5930.6283.184或者功率谱是一个常数。根据这一假设，输入谱在33.0680.3267.271（2）式频率范围内，F（ω）为常数，此处F为相应的ii广义力，该处频率带范围内输入谱将会导致结构物产生共振，输出的频谱就是

8、结构物的动力特性响应。实际上，多自由度体系的响应是由自然因素激励引起的响应和基础扰动激励引起的响应合成的，其中基础运动的响应又包含刚体位移部分和弹性位移部分。一般来讲，刚体位移部分很难从响应中去掉，所以采用互谱与自谱之比