交通激勵作用下西安鐘樓動力特性分析.pdf

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

2、參數(shù)進行識別,得到自振頻率和阻尼比。
　　(2)針對鐘樓及其周圍環(huán)境的情況,在監(jiān)測得到的振動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,首次采用基底輸入未知的動力復(fù)合反演的方法對鐘樓的物理參數(shù)進行識別,得到鐘樓的剛度和阻尼。
　　(3)根據(jù)鐘樓的結(jié)構(gòu)特點,建立鐘樓的ANSYS有限元模型,對其進行模態(tài)分析,結(jié)果表明與根據(jù)實測數(shù)據(jù)識別出的數(shù)據(jù)相吻合。
　　(4)分析根據(jù)實測數(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,表明拾振點位置以

3、及激勵輸入方式不會對參數(shù)識別造成太大影響。并且通過對比鐘樓二層和樓頂?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)計算得到的樓頂?shù)乃俣戎凳强梢缘?幾乎不會對參數(shù)識別的結(jié)果造成影響。
　　(5)根據(jù)有限元模型的動力響應(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算得到的物理參數(shù)進行對比,發(fā)現(xiàn)剛度和阻尼都偏小;將其與根據(jù)實際監(jiān)測得到的動力信號識別的物理參數(shù)進行對比,得到了鐘樓的損傷指標,從整體上得到了鐘樓現(xiàn)狀及實際損傷之間的定量關(guān)系。