交通激勵(lì)作用下西安鐘樓動(dòng)力特性分析.pdf

1、本文在對(duì)國家重點(diǎn)文物保護(hù)單位西安鐘樓監(jiān)測的基礎(chǔ)上,運(yùn)用隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)地面交通振動(dòng)作用下西安鐘樓的動(dòng)力特性進(jìn)行了分析;通過實(shí)際監(jiān)測得到的動(dòng)力響應(yīng)以及建立有限元模型的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)分別識(shí)別出西安鐘樓的物理參數(shù),對(duì)鐘樓這種不同于一般框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的剛度和阻尼以及目前的使用狀態(tài)進(jìn)行了分析;主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過監(jiān)測得到的交通激勵(lì)作用下鐘樓的振動(dòng)信號(hào),在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用隨機(jī)減量法將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為自由振動(dòng)響應(yīng),采用ITD法對(duì)鐘樓的模態(tài)

2、參數(shù)進(jìn)行識(shí)別,得到自振頻率和阻尼比。
　　(2)針對(duì)鐘樓及其周圍環(huán)境的情況,在監(jiān)測得到的振動(dòng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,首次采用基底輸入未知的動(dòng)力復(fù)合反演的方法對(duì)鐘樓的物理參數(shù)進(jìn)行識(shí)別,得到鐘樓的剛度和阻尼。
　　(3)根據(jù)鐘樓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立鐘樓的ANSYS有限元模型,對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析,結(jié)果表明與根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)識(shí)別出的數(shù)據(jù)相吻合。
　　(4)分析根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)反演出的物理參數(shù)與理論值之間誤差產(chǎn)生的原因,通過有限元模擬,表明拾振點(diǎn)位置以

3、及激勵(lì)輸入方式不會(huì)對(duì)參數(shù)識(shí)別造成太大影響。并且通過對(duì)比鐘樓二層和樓頂?shù)乃俣软憫?yīng)曲線,發(fā)現(xiàn)假設(shè)鐘樓木結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)計(jì)算得到的樓頂?shù)乃俣戎凳强梢缘?幾乎不會(huì)對(duì)參數(shù)識(shí)別的結(jié)果造成影響。
　　(5)根據(jù)有限元模型的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)反演出結(jié)構(gòu)的物理參數(shù),將其與按照一般框架計(jì)算得到的物理參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)剛度和阻尼都偏小;將其與根據(jù)實(shí)際監(jiān)測得到的動(dòng)力信號(hào)識(shí)別的物理參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,得到了鐘樓的損傷指標(biāo),從整體上得到了鐘樓現(xiàn)狀及實(shí)際損傷之間的定量關(guān)系。