钢框架动力特性实验报告.doc

钢框架模型动力特性试验报告
前言
建筑结构动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。它的主要内容包括结构的自振频率、振型、阻尼系数等一些基本参数。这些特性是由结构形式、质量分布、结构刚度、材料性质、构造连接等因素决定,但与外荷载无关,它反应了体系的固有特性。
建筑结构动力特性试验量测结构动力特性参数是结构动力试验的基本内容,在研究建筑结构的抗震、抗风或抵御其他动力荷载的性能时,都必须要进行结构动力特性试验,了解结构的自振特性。由于它可在小振幅试验下求得,不会使结构出现过大的振动和损坏,因此经常在现场进行结构的实物试验,主要分为人工激振法和环境随机振动法。
建筑物周围大地环境引起结构物振动的地脉动和风称为环境激振。自然地脉动是由海浪、风、交通、机械等自然和人为活动所引起,其位移幅值从千分之几微米到几微米, 到100Hz。通过拾振器测得建筑物脉动反应后,对随机的脉动信号进行数据处理,可得到结构的基频率或较低几阶的频率。可推导出脉动的功率谱峰值,这些峰值对应的频率即为结构的自振频率,而根据计算软件的精度不同,能得出较为精确的前几阶频率的数目也不同。

1. 了解脉动测试法的基本原理,掌握用脉动法测试结构的固有频率、阻尼及振型的方法;
2. 熟悉常用结构动力特性测试系统的组成和相关仪器的使用方法;
3. 熟悉建(构)筑物动力特性现场实测的基本方法和一些应该注意的问题;

1. 结构如图1所示:试验结构为一个7层多自由度钢框架,平面内框架尺寸为400mm×105mm,模型板超出框架柱范围,尺寸为500mm×300mm×15mm,每层层高为300mm,每层各有八块95mm×90mm×10mm的铁质的配重。结构材料为Q235钢,节点处通过连接板和螺栓进行连接,4个框架柱为8的Q235钢。
图1 模型简图

2. 仪器
(1)加速度传感器
本次试验使用丹麦产4381V型加速度传感器。
(2)加速度传感器的布置
将本次试验使用的(8个)加速度传感器,分别布置在各层楼板中心,测量其加速度响应。测点布置图如图2所示。
图2测点布置图

测点布置
测点选择在每一层的中间位置,以减少外界对信号的干扰,使测量结果精度达到要求。我们第一组是主要测长轴方向的自振频率。
测试准备
(1) 设备连接
将信号线一端与传感器连接,另一端分别和数据采集仪上1、2、3、4、5、6、7、8 通道连接。用USB 连接线将数据采集仪和便携式电脑连接。打开SVSA 软件,未出现连接错误的提示,证明数据采集系统已连接完毕。如下图所示:

(2) 仪器测试
在传感器连接后,对数据进行预采集测试,若发现数据偏离中心轴线较多,离散性大,则说明传感器通电时间过短,还未完全达到其稳定状态。此时结束采集,并重新存储数据,待传感器稳定后正式采集记录试验数据。
采样参数设置
(1)采样频率
实际中我们取了25Hz作为采样频率。
(2)采样时间
采样10分钟左右。
(3)采样方式
采样方式选用连续采集。动态采集方法与定点采集相比,采集过程中可以随时监测看到目前信号状态信息,防止意外的发生。

采样频率25Hz 下,量测结构各层在X方向的