建筑结构检测动载实验.pptxVIP

建筑结构检测动载实验第1页/共48页 2一、动载检测内容①振源动力特性检测②结构动力特性检测(自振频率、阻尼系数、振型)主振源探测振源动力特性测试逐台开动法波形分析法直接测定法间接测定法③结构动力反应检测（振幅、频率、加速度、动应力等）④结构、构件的疲劳试验第2页/共48页 3（一）、振源动力特性检测 振源动力特性包括振动力的大小、方向、振型、频率及其作用规律等。测定振源的动力特性为建筑物的隔振和减振设计提供依据。 1、主振源探测 如果作用在结构上的动荷载是由多个振源产生的，则应首先找出对结构振动起主导用且危害最大的主振源．然后再测定其动力特性。确定主振源的方法有两种： (1)逐台开动法 将建筑物内的机器逐一地使之单独运转，观测结构所发生的振动情况，从中确定哪是主振源。这种方法简单，但是往往由于影响生产而难以实行。第3页/共48页 4(2)波形分析法 在正常生产的情况下实测建筑物的振动波形图，然后对波形图进行分析，按照不同振源将会引起规律不同的强迫振动这一特点，间接判断出合成振动是由哪些频率成分组成的，哪一种频率成分具有较大的幅值，从而判断哪一种振源是主振源。2、振源动力特性测试 对于地震、风力、海浪力等特殊的动荷载．可以利用已有的长期观测资料分析其特性。这种分析具有一定的代表性和概括性，但是要充分考虑到这种由统计资料分析出的平均结果可能与要解决的具体工程问题不相适合，具体问题要作具体的分析。第4页/共48页 5 对于动力设备，一般采用下述方法测定动力特性： (1)直接测定法 此法是应用传感器直接测定振源特性．例如，将加速度传感器装在机器的往复运动部位上，可以直接测出往复运动部件的加速度变化规律，已知运动部件的质量，就可求得惯性力，将测力传感器安装在设备底座和结构之间，可以直接测出机器传给结构的振动力。 (2)间接测定法 此法是比较振源的承载结构（楼板、框架或基础）在已知动荷裁作用下的振动情况和待测振源作用下的振动情况，从而间接得出待测振源的特性数据。第5页/共48页 6 测定时，在振源旁设置一台激振器，先开动振源，记录承载结构振动情况，再开动激振器逐渐调节其频率和作用力的大小，使结构产生同样振动，由于激振器的频率和作用力已知，这样也可以求得振源的特性。这种方法对于产生简谐振动的振源效果最好。 第6页/共48页 7（二）、结构动力特性检测 结构的动力特性又称为结构自振特性 建筑结构的动力特性主要包括三个参数（1）固有频率（或周期）；（2）振型；（3）阻尼（阻尼比） 每个结构都有他的自振特性，它是结构自身固有的一种属性。它主要取决于结构的组成形式、刚度、质量分布、材料性质等，与外荷载无关。不同的外荷载，并不改变结构的自振特性。相反，同样的外荷载，不同的结构自振特性，它的动力反应是不一样的。例如：同一地震荷载，不同的建筑物由于他们各自的自振特性不同，其动力反应可以相差几倍或十几倍之多。 常用的测定方法有三种： 自由振动法 共振法 脉动法第7页/共48页 8(1)自由振动法 采用突然加载、突然卸载、发射小火箭或爆炸等方法。使结构产生自由振动，通过记录的自由振动曲线可以求出结构的基本频率和阻尼系数;如下图所示。第8页/共48页 9①.求结构的基本频率: 如下图所示，为了消除冲击力的影响，最初的一、二个波的振幅不用，取若干个波的总时间除以波数得出的平均数，即为基本周期．其倒数即为基本频率。T=8/4=2(秒) f=1/T=1/2=0.5(Hz)第9页/共48页 10 ②.结构的阻尼比: 用对数衰减率或临界阻尼比来表示。根据动力学公式，在有阻尼的自由振动中．相邻两振幅按指数曲线规律递减。 式中an为第n个波的峰峰值；an+1为第n+1个波的峰峰值；r为衰减系数第10页/共48页 11 对两边同时取对数，得 在整个衰减过程中，衰减系数g不一定保持不变，因此在实际工作中，常采用平均对数衰减率，这时就在振动记录图上量取k个波，则:a.对数衰减率则第11页/共48页 12 b.临界阻尼比为式中an+k为第n+k个波的振幅。第12页/共48页 13 (2)共振法 共振法是利用专门的激振器（电磁式激振器和偏心式激振器），对结构施加变频简谐动荷载，使结构产生稳定的强迫简谐振动，借助对结构受迫振动的测定，求得结构动力