张拉整体塔结构动力特性研究.pdf

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1、空间结构Vo1．18No．2第18卷第2期2012年6月SPATIALSTRUCTURESJur1．2012张拉整体塔结构动力特性研究陈志华，刘红波，王小盾，张立平，赵建波(天津大学建筑工程学院，天津300072)摘要：以在天津塘沽拟建的30m高张拉整体塔为背景，提出了分层组装、顶层一次张拉的制作思想，并利用这个思想制作了1：5的缩尺模型．采用脉冲锤击法测试了模型的固有频率、阻尼比、模态质量、模态阻尼、模态刚度和模态振型等基本动力特性参数，得出张拉整体塔结构的基本动力特性．与理论分析结果比较，两者吻合良好，为今后张拉整体塔的风振效应和地震反应等动力分析提供重要的

2、基础数据．关键词：张拉整体塔；分层组装；顶层一次张拉；动力试验中图分类号：TU394文献标志码：A文章编号：1006—6578(2012)02—0055-09ResearchondynamicperformanceoftensigritytowerCHENZhi—hua，LIUHong—bo，WANGXiao—dun，ZHANGLi—ping，ZHAOJian—bo(SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Atensigritytowerwithaheight

3、of30mwillheconstructedinTangguDistrictofTianjincity．Basedonthetower，amodelwithascaleof1：5wasfabricatedbyanewassemblingmethodcalledstratifiedassemblingandone—steppretensionintopendmethod．Somekeydynamicparameterswereobtainedfromdynamicexperiment，suchasnaturalfrequency，dampingratio，moda

4、lmass，modalstiffness，andmodalshapeandSOon．ThenFEmodelofthisstructurewasdevelopedinANSYS，anditsnaturalfrequencyandmodalshapewerealsoobtained．TheFEanalysisresultsiswellconsistentwiththatofexperiment．Allconclusionsobtainedinthispapercanbeanimportantreferenceforfurtherwind—inducedeffecta

5、ndseismicresponseresearch．Keywords：tensigritytower；stratifiedassembling；one—steppretensionintopend；dynamicexperiment张拉整体结构是Fuller提出的一种由相互独提出模块化制作思路，并采用这个思路制作了45m立的受压单元与连续的受拉单元构成的自平衡的空左右的张拉整体塔雕塑]．Josep详细总结近年来间铰接网格结构体系l1]．由于理论的深奥和工程实世界各国对张拉整体结构静动力性能的研究现状，践的困难，到目前为止，世界范围内仍没有真正意义提出了待解决的研

6、究课题，发现对张拉整体塔静动上的张拉整体功能性建筑作品，仅限于模型及雕塑力性能的研究很少，尤其是动力性能方面[6]．国内小品，对其研究主要集中在形态理论和制作方陈志华结合在天津拟建的张拉整体塔雕塑，分析了法上]．张拉整体塔的风振响应，得出了一些有意义的张拉整体塔是由Snelson(Fuller的学生)基于结论．张拉整体概念发明的一种塔式张拉整体雕塑．Her—在国内关于张拉整体塔结构制作方法及其动力bertKlimke对张拉整体塔的制作方法进行了研究，基本特性的试验研究尚属空白．为获得其结构性能收稿日期：2010—03—11．基金项目：国家自然科学基金资助项目(5

7、0778122)；教育部新世纪优秀人才支持计划资助(NCET060228)．作者简介：陈志华(1966)，男，河北石家庄人，教授，博士，主要从事空间钢结构及组合结构的研究．E—mail：zhchen@tju．edu．cn第2期陈志华，等：张拉整体塔结构动力特性研究制作过程中采用临时支架保证结构的稳定；(5)将各激发试验对象进入振动状态，用压电式加速度传感层节点处的卡具卸掉，利用千斤顶在顶层同时张拉器提取测点的响应信息．考虑到各测点的刚度相差三根纵向索，使结构达到预期的结构形状和预应力较大，试验选择单点激励多点响应的试验方法．具体状态，张拉过程如图4所示，张拉时采

8、用冶金院研制方法为：选择