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结构动力反应测定分析


二、测定结构的振动变位图
为全面了解结构在动荷载作用下的振动状态。 可以安设多个测点作振动变位图。
振动变位图的测量方法,将各个测点的振动 图用记录仪器同时记录下来,根据相位关系确定 变位的正负号,再按振幅(即变位)大小以一定 比例画在变位图上,最后连成结构在实际动荷载 作用下的振动变位图。
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§2.7 结构疲劳试验
结构物或构件在重复荷载作用下达到破坏时 的应力比其静力强度要低得多,这种现象称为疲 劳。 对结构而言,它既有材料的疲劳问题又有结构本 身的疲劳问题。
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震结构的理论分析与试验研究以及设计方法提供客观
的工程数据。
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强震不是经常发生,而且很难预测其发生时刻, 所以强震仪设计了专门的触发装置,平时仪器不运 转,无需专人看管,地震发生时,强震仪的触发装 置便自动触发启动,仪器开始工作并将振动过程记 录下来。考虑到地震时可能中断供电,仪器一般采 用蓄电池供电。在建筑物底层和上层同时布置强震 仪。地震发生时底层记录到的是地面运动过程,上 层记录到的即为建筑物的加速度反应。
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§2.7 结构疲劳试验
确定了振动变位图后, 即有可能按结构力学的 理论近似地确定结构由 于动荷载所产生的内力。
y f (x)
M EJ y
Q EJ y
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三、结构动力系数的试验测定
承受移动荷载的结构如吊车梁、桥梁 等,常常要确定它的动力系数,以判定结 构的工作情况。
§2.7 结构疲劳试验
按其受力状况不同: 可分为压力疲劳、弯曲疲劳和扭转疲劳试验
按试验机产生的脉冲信号的大小: 可分为等幅疲劳和变幅疲劳试验
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§2.7 结构疲劳试验
此外,还有环境疲劳试验,如在腐蚀性环境 下的疲劳试验、高温或低温下的疲劳试验、加压 或真空等条件下的疲劳试验。不同条件下的疲劳 试验有不同的疲劳响应,试验结果也各有特点。 我们主要讨论结构构件的疲劳试验问题。
一、结构特定部位动参数的测定
实践中经常遇到需要测定结构物在动荷载作
用下特定部位的动参数如振幅、频率(或频率谱)
速度、加速度、动变形等。在这种情况下,只要
在结构振动时布置适当的仪器(如位移传感器、速
度传感器、加速度传感器或电阻应变计等)记录下
振动图即可。测点布置根据结构情况和试验目的
而定。
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注意:
这种测量和分析方法与前面讲过的确定振型 的方法类似。而结构的振动变位图是结构在特定 荷载作用下的变形曲线。一般说来并不和结构的 某一振型相一致。
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§2.6 结构动力反应的测定
移动荷载作用于结构上所产生的动挠
度,往往比静荷载时产生的挠度大。动挠
度和静挠度的比值称为动力系数。
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结构的动力系数一般用试验方法实测确定
为了求得动力系数,先使移动荷载以
最慢的速度驶过结构,测得挠度图如
图,然后使移动荷载按某种速度驶过,
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测点布置
1.为了校核结构强度就应将测点布置在最危
险的部位即控制断面上;
2.如果是测定振动对精密仪器的影响,一般 应在精密仪器基座处测定振动参数。
3.多层厂房常需要测定某个振源(如机床扰力)
引起的振动在建筑物内传布和衰减情况。
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是例如:研究振动在同一楼层内传布情况。
在图中,振源为动力机床,以
振源处测得的振幅定为1,其
余各点测得的振幅与振源处的
振幅之比称为该点的传布系数,
将各点传布系数标在图上就可
明显地看出:此振源产生的振
动情况在楼层内的影响范围和
结衰构动减力反情应测况定分。析
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§2.6 结构动力反应的测定
生产和科研中提出的一些问题,往往要求对
结构动荷载作用下的动力反应进行试验测定
1.工业厂房在动力机械设备作用下振动情况
2.桥梁在列车通过时引起的振动;
3.高层结构在风荷载作用下的振动问题;
4.结构在地震作用下动力反应;
5.(震)要求的设备;
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这时结构产生最大挠度(实际测试中
采取以各种不同速度驶过,找出产生
最大挠度的某一速度)。从图上量得
最大静挠度yj和最大动挠度yd,即可
求得动力系数。
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K yd yj
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上述方法只适用于一些有轨的动荷 载如吊车荷载。对无轨的动荷载(如 汽车)不可能使两次行驶的路线完全 相同。这时可以采取只试验一次用 高速通过,记录图形如图。取曲线 最大值为yd,同时在曲线上绘出中 线,相应于yd处中线的纵座标即yj。 按公式即可求得动力系数。
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四、强震观测
强地震发生时以仪器为手段观测地面运动的过
程和建筑物的动力反应的工作称为强震观测。
强震观测的基本任务:
(1)取得地震时地面运动过程的记录。为研究地震影
响场和烈度分布规律提供科学资料。
(2)取得结构物在强震作用下振动过程的记录,为抗
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§2.6.4 强震观测
近二十年来,强震观测工作发展迅速, 很多国家已逐步形成强震观测台网,其中 尤以美国和日本领先。强震观测工作已成 为地震工程研究中最活跃的领域之一。
我国强震观测工作是在一些地震区和重要
建筑物上设置了强震观测站。
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