結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定9次課37[稻谷書苑]

1、Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性指：建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性指：固有頻率固有頻率， 振型及阻尼系數(shù)振型及阻尼系數(shù)等，是結(jié)構(gòu)本身的固有參等，是結(jié)構(gòu)本身的固有參 數(shù)。它們決定于結(jié)構(gòu)的組成形式、剛度，數(shù)。它們決定于結(jié)構(gòu)的組成形式、剛度， 質(zhì)量分布，材料性質(zhì)。質(zhì)量分布，材料性質(zhì)。 1教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 對(duì)于比較簡單的動(dòng)力問題，一般只注意結(jié)構(gòu)對(duì)于比較簡單的動(dòng)力問題，一般只注意結(jié)構(gòu) 的的基本頻率基本頻率。而為了研究結(jié)構(gòu)的振動(dòng)規(guī)律（如復(fù)。而為了研究結(jié)構(gòu)的振

2、動(dòng)規(guī)律（如復(fù) 雜的多自由度體系），有時(shí)還必須考慮第二、第雜的多自由度體系），有時(shí)還必須考慮第二、第 三甚至三甚至更高階的固有頻率更高階的固有頻率以及相應(yīng)的振型。以及相應(yīng)的振型。 2教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 結(jié)構(gòu)物的固有頻率及相應(yīng)的振型雖然可由結(jié)結(jié)構(gòu)物的固有頻率及相應(yīng)的振型雖然可由結(jié) 構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理計(jì)算得到。但由于實(shí)際結(jié)構(gòu)物的組構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理計(jì)算得到。但由于實(shí)際結(jié)構(gòu)物的組 成和材料性質(zhì)等因素，經(jīng)過簡化計(jì)算得出的理論成和材料性質(zhì)等因素，經(jīng)過簡化計(jì)算得出的理論 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)誤差比較大誤差比較大。 阻尼系數(shù)則只能通過試驗(yàn)來確定。因此，

3、采阻尼系數(shù)則只能通過試驗(yàn)來確定。因此，采 用試驗(yàn)手段研究各種結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性具有重要用試驗(yàn)手段研究各種結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性具有重要 的實(shí)際意義。的實(shí)際意義。 3教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 1 1、自由振動(dòng)法、自由振動(dòng)法 設(shè)法使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，通過記錄儀器設(shè)法使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，通過記錄儀器 記下有衰減的自由振動(dòng)曲線，由此求出基記下有衰減的自由振動(dòng)曲線，由此求出基 本頻率和阻尼系數(shù)。本頻率和阻尼系數(shù)。 4教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)的方

4、法結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)的方法: : 突加荷載和突卸荷載兩種方法。突加荷載和突卸荷載兩種方法。 突加荷載突加荷載，是將重物升到某一高度，然后，是將重物升到某一高度，然后 釋放，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，它的缺點(diǎn)是加釋放，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，它的缺點(diǎn)是加 上去的重物附結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定上去的重物附結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定 的影響。的影響。 5教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 突卸荷載突卸荷載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)初位移，然后，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)初位移，然后 突然卸去荷載，利用結(jié)構(gòu)的彈性使其產(chǎn)生自突然卸去荷載，利用結(jié)構(gòu)的彈性使其產(chǎn)生自 動(dòng)振動(dòng)

5、。動(dòng)振動(dòng)。 6教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 具體的方法：具體的方法： 具有吊車的工業(yè)廠房，可利用小車突然剎車產(chǎn)生具有吊車的工業(yè)廠房，可利用小車突然剎車產(chǎn)生 自由振動(dòng)。自由振動(dòng)。 測(cè)定橋梁的動(dòng)力特性，可以采用載重汽車越過障測(cè)定橋梁的動(dòng)力特性，可以采用載重汽車越過障 礙物的辦法產(chǎn)生一個(gè)沖擊荷載。礙物的辦法產(chǎn)生一個(gè)沖擊荷載。 用發(fā)射反沖小火箭（又稱反沖激振器）的方法可用發(fā)射反沖小火箭（又稱反沖激振器）的方法可 以產(chǎn)生脈沖荷載，從而使結(jié)構(gòu)發(fā)生自由振動(dòng)。以產(chǎn)生脈沖荷載，從而使結(jié)構(gòu)發(fā)生自由振動(dòng)。 7教育教學(xué) Lab of Prof.

6、Tian Shizhu 量測(cè)方法量測(cè)方法 采用自由振動(dòng)法時(shí)，拾振器一般布置在振幅較大處，采用自由振動(dòng)法時(shí)，拾振器一般布置在振幅較大處， 要避開某些桿件的局部振動(dòng)。要避開某些桿件的局部振動(dòng)。 通過測(cè)量儀器的記錄，可以得到結(jié)構(gòu)的有阻尼自由通過測(cè)量儀器的記錄，可以得到結(jié)構(gòu)的有阻尼自由 振動(dòng)曲線。在振動(dòng)時(shí)程曲線上，根據(jù)時(shí)間座標(biāo)，得到振動(dòng)曲線。在振動(dòng)時(shí)程曲線上，根據(jù)時(shí)間座標(biāo)，得到 振動(dòng)波形的周期或結(jié)構(gòu)的自振頻率。振動(dòng)波形的周期或結(jié)構(gòu)的自振頻率。 為了消除荷載影響，最初的一個(gè)、二個(gè)波不用，同為了消除荷載影響，最初的一個(gè)、二個(gè)波不用，同 時(shí)，為了提高準(zhǔn)確度，可以取若干波的總時(shí)間除以波時(shí)，為了提高準(zhǔn)確度，可以

7、取若干波的總時(shí)間除以波 數(shù)得出平均數(shù)作為基本周期，其倒數(shù)即為基本頻率，數(shù)得出平均數(shù)作為基本周期，其倒數(shù)即為基本頻率， 建筑物的阻尼特性用對(duì)數(shù)衰減率或臨界阻尼比來表示。建筑物的阻尼特性用對(duì)數(shù)衰減率或臨界阻尼比來表示。 8教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 實(shí)測(cè)得到的振動(dòng)記錄圖一般實(shí)測(cè)得到的振動(dòng)記錄圖一般 沒有零線，所以在測(cè)量阻尼沒有零線，所以在測(cè)量阻尼 時(shí)應(yīng)采取從峰到峰的量法，時(shí)應(yīng)采取從峰到峰的量法， 這樣比較方便，而且準(zhǔn)確度，這樣比較方便，而且準(zhǔn)確度， 對(duì)數(shù)衰減率為對(duì)數(shù)衰減率為 kn n kn n a a ka a k ln 2

8、 ln 1 2 臨界阻尼比臨界阻尼比 2 9教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 自由振動(dòng)法的原理：自由振動(dòng)法的原理： 0kxxcxm 0 x m k x m c x m c c c c 2 m k 02 2 xxx )sin( tAex t 1 1 n n t t n n Ae Ae a a T e 10教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 自由振動(dòng)法的原理：自由振動(dòng)法的原理： 1 1 n n t t n n Ae Ae a a T e T a a n n 1 ln 2 T 1 ln 2 1 n n a a 11教育教學(xué) Lab of Prof.

9、Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 2 2、共振法、共振法 利用專門的激振器，對(duì)結(jié)構(gòu)施加簡諧動(dòng)荷利用專門的激振器，對(duì)結(jié)構(gòu)施加簡諧動(dòng)荷 載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生恒定的強(qiáng)迫簡諧振動(dòng)，借載，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生恒定的強(qiáng)迫簡諧振動(dòng)，借 助共振現(xiàn)象來觀察結(jié)構(gòu)的自振性質(zhì)。助共振現(xiàn)象來觀察結(jié)構(gòu)的自振性質(zhì)。 12教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 將將激振器激振器牢固地安裝在建筑結(jié)構(gòu)上，不使牢固地安裝在建筑結(jié)構(gòu)上，不使 其跳動(dòng)，否則將影響試驗(yàn)結(jié)果。激振器的其跳動(dòng)，否則將影響試驗(yàn)結(jié)果。激振器的 激振激振方向方向和安裝和安裝位置位置要根據(jù)所試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的要根據(jù)所試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的 情況和試驗(yàn)

10、目的而定。情況和試驗(yàn)?zāi)康亩ā?13教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 一般說來，整體建筑物動(dòng)荷載試驗(yàn)多為水一般說來，整體建筑物動(dòng)荷載試驗(yàn)多為水 平方向激振，樓板和梁的動(dòng)荷載試驗(yàn)多為平方向激振，樓板和梁的動(dòng)荷載試驗(yàn)多為 垂直方向激振。激振器的安裝位置應(yīng)選在垂直方向激振。激振器的安裝位置應(yīng)選在 所要測(cè)量的各個(gè)振型曲線都所要測(cè)量的各個(gè)振型曲線都不是節(jié)點(diǎn)不是節(jié)點(diǎn)的地的地 方。因此，試驗(yàn)前最好先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步方。因此，試驗(yàn)前最好先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步 的動(dòng)力分析，做到對(duì)所測(cè)量的振型曲線的的動(dòng)力分析，做到對(duì)所測(cè)量的振型曲線的 大致形式心中有數(shù)。大致形式心中有數(shù)。 14教育教學(xué) Lab

11、of Prof. Tian Shizhu 由結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可知，當(dāng)干擾力的頻率與結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可知，當(dāng)干擾力的頻率與結(jié)構(gòu) 本身固有頻率相符時(shí)，結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)本身固有頻率相符時(shí)，結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)共振共振。因。因 此，此，連續(xù)連續(xù)改變激振器的改變激振器的頻率頻率，達(dá)到使結(jié)構(gòu)產(chǎn)，達(dá)到使結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生共振，這時(shí)記錄下的頻率，就是結(jié)構(gòu)的固生共振，這時(shí)記錄下的頻率，就是結(jié)構(gòu)的固 有頻率，連續(xù)激振下去，應(yīng)可以得到第一次有頻率，連續(xù)激振下去，應(yīng)可以得到第一次 共振，第二次共振，第三次共振等。共振，第二次共振，第三次共振等。 15教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 在理論上，結(jié)構(gòu)有無限階自振頻率，但頻在

12、理論上，結(jié)構(gòu)有無限階自振頻率，但頻 率越高輸出越小，由于受檢測(cè)儀表靈敏度率越高輸出越小，由于受檢測(cè)儀表靈敏度 的限制，一般僅能測(cè)到有限階的自振頻率。的限制，一般僅能測(cè)到有限階的自振頻率。 另外，對(duì)結(jié)構(gòu)影響較大的是前幾階，而高另外，對(duì)結(jié)構(gòu)影響較大的是前幾階，而高 階的影響較小。階的影響較小。 16教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 測(cè)共振頻率時(shí)，一般總是把激振器的轉(zhuǎn)速由低到高，測(cè)共振頻率時(shí)，一般總是把激振器的轉(zhuǎn)速由低到高， 進(jìn)行幾次連續(xù)變換的所謂進(jìn)行幾次連續(xù)變換的所謂“頻率掃描頻率掃描試驗(yàn)，同試驗(yàn)，同 時(shí)記錄下振動(dòng)曲線圖。在圖上先找到使建筑物發(fā)生時(shí)記錄下振動(dòng)曲線圖。在圖上

13、先找到使建筑物發(fā)生 共振的頻率值。然后，再在共振頻率附近進(jìn)行穩(wěn)定共振的頻率值。然后，再在共振頻率附近進(jìn)行穩(wěn)定 的激振試驗(yàn)，仔細(xì)地測(cè)定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。的激振試驗(yàn)，仔細(xì)地測(cè)定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。 17教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 當(dāng)使用偏心式激振器時(shí)，應(yīng)注意到轉(zhuǎn)速不同，當(dāng)使用偏心式激振器時(shí)，應(yīng)注意到轉(zhuǎn)速不同， 激振力大小也不一樣。激振力與激振器轉(zhuǎn)速激振力大小也不一樣。激振力與激振器轉(zhuǎn)速 的的平方成正比平方成正比。為了準(zhǔn)確地定出共振曲線，。為了準(zhǔn)確地定出共振曲線， 應(yīng)把振幅折算為單位激振力作用下的振幅，應(yīng)把振幅折算為單位激振力作用下的振幅， 即振幅除以相應(yīng)的激振

14、力?；蛘甙颜穹鶕Q算即振幅除以相應(yīng)的激振力?；蛘甙颜穹鶕Q算 為在相同激振力作用下的振幅。為在相同激振力作用下的振幅。 18教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 以以 為縱座標(biāo)，為縱座標(biāo)，為橫座為橫座 標(biāo)作出共振曲線，如圖在縱標(biāo)作出共振曲線，如圖在縱 座標(biāo)最大值座標(biāo)最大值Y Ymaxmax的的0.7070.707倍處倍處 作一水平線與共振曲線相交作一水平線與共振曲線相交 于于A A和和B B兩點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)橫座標(biāo)兩點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)橫座標(biāo) 是是1 1與與2 2。 則阻尼比為：則阻尼比為： 2 A 0 12 2 19教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 以其推導(dǎo)過程如

15、下以其推導(dǎo)過程如下 動(dòng)力放大系數(shù)動(dòng)力放大系數(shù) K P0 2/1222 )2()1( D = 0 0 1 2 1 D=D= = 0 0 22 1 2/1222 )2()1( 平方后平方后 2222 )2()1 ( 1 8 1 222 1221 20教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 以其推導(dǎo)過程如下以其推導(dǎo)過程如下 忽略根號(hào)內(nèi)忽略根號(hào)內(nèi) 222 1221 2 2 2 1 221 2 1 1 2 1 1 22 2 2 1 )( 2 1 )( 2 1 0 1 0 2 12 0 12 2 21教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)

16、構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 由結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可知，結(jié)構(gòu)按某一固有頻率由結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可知，結(jié)構(gòu)按某一固有頻率 作振動(dòng)時(shí)形成的彈性曲線稱為作振動(dòng)時(shí)形成的彈性曲線稱為結(jié)構(gòu)按此頻結(jié)構(gòu)按此頻 率振動(dòng)的振動(dòng)形式率振動(dòng)的振動(dòng)形式，簡稱，簡稱振型振型。 22教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 對(duì)應(yīng)于基頻、第二頻率、第三頻率分別有基本振對(duì)應(yīng)于基頻、第二頻率、第三頻率分別有基本振 型型( (第一振型第一振型) )、第二振型、第三振型。用共振法、第二振型、第三振型。用共振法 測(cè)量振型時(shí)，要將若干個(gè)拾振器布置在結(jié)構(gòu)的測(cè)量振型時(shí)，要將若干個(gè)拾振器布置在結(jié)構(gòu)的各各 個(gè)部位個(gè)

17、部位。當(dāng)激振器使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，。當(dāng)激振器使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，同時(shí)記錄同時(shí)記錄 下結(jié)構(gòu)各部位的振動(dòng)圖，通過比較各點(diǎn)的下結(jié)構(gòu)各部位的振動(dòng)圖，通過比較各點(diǎn)的振幅振幅和和 相位相位，即可給出該頻率的振型圖。，即可給出該頻率的振型圖。 23教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 (a)(a)為拾振器和激振器的布為拾振器和激振器的布 置。置。 (b)(b)為共振時(shí)記錄下的振動(dòng)為共振時(shí)記錄下的振動(dòng) 曲線圖。曲線圖。 (c)(c)為振型曲線。為振型曲線。 繪制振型曲線圖時(shí)，要規(guī)定位繪制振型曲線圖時(shí)，要規(guī)定位 移的正負(fù)值。在圖上規(guī)定頂層移的正負(fù)值。在

18、圖上規(guī)定頂層 的拾振器的拾振器(1)(1)的位移為正，凡的位移為正，凡 與它相位相同的為正，反之則與它相位相同的為正，反之則 為負(fù)。將各點(diǎn)的振幅按一定的為負(fù)。將各點(diǎn)的振幅按一定的 比例和正負(fù)值畫在圖上即是振比例和正負(fù)值畫在圖上即是振 型曲線。型曲線。 24教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 有時(shí)由于結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，測(cè)點(diǎn)數(shù)超有時(shí)由于結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，測(cè)點(diǎn)數(shù)超 過已有拾振器數(shù)量或記錄裝置能容納的過已有拾振器數(shù)量或記錄裝置能容納的 點(diǎn)數(shù)，這時(shí)可以點(diǎn)數(shù)，這時(shí)可以逐次移動(dòng)拾振器逐次移動(dòng)拾振器，分幾，分幾 次測(cè)量，但是必須有一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為次

19、測(cè)量，但是必須有一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為參考參考 點(diǎn)點(diǎn)，各次測(cè)量中位于參考點(diǎn)的拾振器，各次測(cè)量中位于參考點(diǎn)的拾振器不不 能移動(dòng)能移動(dòng)，而且各次測(cè)量的結(jié)果部要與參，而且各次測(cè)量的結(jié)果部要與參 考點(diǎn)的曲線考點(diǎn)的曲線比較相位比較相位。參考點(diǎn)也應(yīng)選在。參考點(diǎn)也應(yīng)選在 不是節(jié)點(diǎn)的部位。不是節(jié)點(diǎn)的部位。 25教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 3 3、脈動(dòng)法、脈動(dòng)法 脈動(dòng)法是通過量測(cè)由環(huán)境隨機(jī)激振而產(chǎn)生的脈動(dòng)法是通過量測(cè)由環(huán)境隨機(jī)激振而產(chǎn)生的 建筑物微小振動(dòng)，即建筑物微小振動(dòng)，即“脈動(dòng)脈動(dòng)”來分析建筑物動(dòng)力來分析建筑物動(dòng)力 特性的方法。特性的方法。 這

20、一方法被廣泛地應(yīng)用于建筑物的動(dòng)力分析這一方法被廣泛地應(yīng)用于建筑物的動(dòng)力分析 研究中?？梢詮拿}動(dòng)信號(hào)中識(shí)別出結(jié)構(gòu)物的研究中?？梢詮拿}動(dòng)信號(hào)中識(shí)別出結(jié)構(gòu)物的固有固有 頻率、阻尼比、振型頻率、阻尼比、振型等多種模態(tài)參數(shù)，還可以用等多種模態(tài)參數(shù)，還可以用 脈動(dòng)法識(shí)別扭轉(zhuǎn)空間振型。脈動(dòng)法識(shí)別扭轉(zhuǎn)空間振型。 26教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 建筑物的建筑物的脈動(dòng)脈動(dòng)來自兩個(gè)方面，一方面是來自兩個(gè)方面，一方面是地面脈動(dòng)地面脈動(dòng)； 另一方面是另一方面是大氣變化大氣變化即風(fēng)和氣壓等引起的微幅振即風(fēng)和氣壓等引起的微幅振 動(dòng)。建筑物的脈動(dòng)是經(jīng)常

21、存在的，但及其微動(dòng)。建筑物的脈動(dòng)是經(jīng)常存在的，但及其微 弱一般只有弱一般只有幾微米幾微米到到幾十微米幾十微米。因此為測(cè)量這。因此為測(cè)量這 種信號(hào)要使用低噪聲和高靈敏度的拾振器和放大種信號(hào)要使用低噪聲和高靈敏度的拾振器和放大 器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用這種方法進(jìn)行實(shí)測(cè)，不需器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用這種方法進(jìn)行實(shí)測(cè)，不需 要專門的激振設(shè)備，而且不受結(jié)構(gòu)形式和大小的要專門的激振設(shè)備，而且不受結(jié)構(gòu)形式和大小的 限制，適用于各種結(jié)構(gòu)。限制，適用于各種結(jié)構(gòu)。 27教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 但是建筑物本身是一個(gè)復(fù)雜的體系，當(dāng)振但是建筑物本身是

22、一個(gè)復(fù)雜的體系，當(dāng)振 幅增大時(shí)，其剛度有所降低，所以，用脈幅增大時(shí)，其剛度有所降低，所以，用脈 動(dòng)法在微幅振動(dòng)條件下所得到的動(dòng)法在微幅振動(dòng)條件下所得到的固有頻率固有頻率 比用共振法所得要偏大一些比用共振法所得要偏大一些，應(yīng)用試驗(yàn)成，應(yīng)用試驗(yàn)成 果時(shí)應(yīng)注意到這一因素。果時(shí)應(yīng)注意到這一因素。 28教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 從分析建筑物的動(dòng)力特性這個(gè)目的出發(fā)，從分析建筑物的動(dòng)力特性這個(gè)目的出發(fā)， 量測(cè)建筑物的脈動(dòng)時(shí)必須注意下列幾點(diǎn)：量測(cè)建筑物的脈動(dòng)時(shí)必須注意下列幾點(diǎn)： 1 1建筑物的脈動(dòng)是由于環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)而引起的，建筑物的脈

23、動(dòng)是由于環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)而引起的， 這就可能帶來各種頻率分量，為得到正確的記這就可能帶來各種頻率分量，為得到正確的記 錄，要求記錄儀器有足夠?qū)挼念l帶，使所需要錄，要求記錄儀器有足夠?qū)挼念l帶，使所需要 的頻率分量不失真。的頻率分量不失真。 29教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 2 2根據(jù)脈動(dòng)分析原理，脈動(dòng)記錄中不應(yīng)有規(guī)則根據(jù)脈動(dòng)分析原理，脈動(dòng)記錄中不應(yīng)有規(guī)則 的干擾或儀器本身帶進(jìn)的雜音，因此觀測(cè)時(shí)應(yīng)的干擾或儀器本身帶進(jìn)的雜音，因此觀測(cè)時(shí)應(yīng) 避開機(jī)器或其他有規(guī)則的振動(dòng)影響，以保持脈避開機(jī)器或其他有規(guī)則的振動(dòng)影響，以保持脈 動(dòng)記錄的動(dòng)記

24、錄的“純潔純潔”性。性。 3 3為使每次記錄的脈動(dòng)均能反映建筑物的自振為使每次記錄的脈動(dòng)均能反映建筑物的自振 特性，每次觀測(cè)應(yīng)持續(xù)足夠長的時(shí)間并且重復(fù)特性，每次觀測(cè)應(yīng)持續(xù)足夠長的時(shí)間并且重復(fù) 幾次。幾次。 30教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 4 4布置測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)將建筑物視為空間體系，沿高布置測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)將建筑物視為空間體系，沿高 度和水平方向同時(shí)布置儀器。如儀器數(shù)量不足度和水平方向同時(shí)布置儀器。如儀器數(shù)量不足 可作多次測(cè)量。這時(shí)應(yīng)有一臺(tái)儀器保持位置不可作多次測(cè)量。這時(shí)應(yīng)有一臺(tái)儀器保持位置不 動(dòng)作為各次測(cè)量比較標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)作為各次測(cè)量比

25、較標(biāo)準(zhǔn)。 5 5每次觀測(cè)最好能記下當(dāng)時(shí)的天氣，風(fēng)向風(fēng)速每次觀測(cè)最好能記下當(dāng)時(shí)的天氣，風(fēng)向風(fēng)速 以及附近地面的脈動(dòng)，以便分析這些因素對(duì)脈以及附近地面的脈動(dòng)，以便分析這些因素對(duì)脈 動(dòng)的影響。動(dòng)的影響。 31教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 建筑物脈動(dòng)記錄的分析通常采用以下幾種方法：建筑物脈動(dòng)記錄的分析通常采用以下幾種方法： ( (一一) )主諧量法主諧量法 建筑物固有頻率的建筑物固有頻率的諧量諧量是脈動(dòng)里最主要的成分，是脈動(dòng)里最主要的成分， 在脈動(dòng)圖上可以在脈動(dòng)圖上可以直接直接量出來。凡是振幅大，波形量出來。凡是振幅大，波形 光滑

26、處的頻率總是多次重復(fù)出現(xiàn)。如果建筑物各光滑處的頻率總是多次重復(fù)出現(xiàn)。如果建筑物各 部位在同一頻率處的相位和振幅符合振型規(guī)律，部位在同一頻率處的相位和振幅符合振型規(guī)律， 那么，就可以確定此頻率就是建筑物的那么，就可以確定此頻率就是建筑物的固有頻率。固有頻率。 32教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 2.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)定 通常通常基頻基頻出現(xiàn)的機(jī)會(huì)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)最多最多，比較容易確定。，比較容易確定。 對(duì)一些較高的建筑物，有時(shí)第二、第三頻對(duì)一些較高的建筑物，有時(shí)第二、第三頻 率也可能出現(xiàn)，但比基頻少。記錄的時(shí)間率也可能出現(xiàn)，但比基頻少。記錄的時(shí)間 長一些，分析結(jié)果的可靠性就大一些。在長一些，分析結(jié)果的可靠性就大一些。在 記錄曲線比較規(guī)則的部分，確定是某一固記錄曲線比較規(guī)則的部分，確定是某一固 有頻率后，可以分析出振型來有頻率后，可以分析出振型來( (同共振法同共振法) )。 33教育教學(xué) Lab of Prof. Tian Shizhu 例：某高層建筑固有例：某高層建筑固有 頻率和振型實(shí)測(cè)頻率和振型實(shí)測(cè) 34教育教學(xué) Lab of Prof. Tian