高聳工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)約束剛度識別研究.pdf

1、相對一般結(jié)構(gòu)而言，高聳工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計更為復(fù)雜，其力學(xué)耐久性研究和病害診斷也更顯困難?；A(chǔ)剛度或基礎(chǔ)的承載能力是高聳工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)，也是其病害診斷的主要目的。為了了解基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)及變化，識別它的基礎(chǔ)剛度就顯得極為重要。長期以來，在基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)動力設(shè)計和特性分析中，主要采用土力學(xué)近似方法，這些近似方法所采用的土力學(xué)統(tǒng)計參數(shù)會隨時間和各地區(qū)的地質(zhì)條件不同而改變，分布復(fù)雜且檢測困難。隨著結(jié)構(gòu)動態(tài)試驗分析技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)病害

2、診斷的振動與沖擊試驗方法。 本文對高聳工程結(jié)構(gòu)的復(fù)合振動進行了深入的研究，將Rayleigh能量法和Southwell頻率合成法相結(jié)合，推導(dǎo)出了高聳工程結(jié)構(gòu)自振基頻的近似計算公式。將基頻表示成各慣性元和復(fù)原元所組成子系統(tǒng)的頻率合成，其中慣性元為結(jié)構(gòu)自身分布質(zhì)量和頂端附加質(zhì)量，復(fù)原元為基礎(chǔ)的變形，結(jié)構(gòu)的彎曲變形和剪切變形。分析了附加質(zhì)量、變截面系數(shù)和彈性約束等因素對結(jié)構(gòu)基頻的影響。根據(jù)高聳工程結(jié)構(gòu)復(fù)合振動基頻計算公式，研究了在只測

3、結(jié)構(gòu)基頻的情況下初步估計基礎(chǔ)約束剛度最小值的方法，以及平動剛度和轉(zhuǎn)動剛度之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上建立了確定高聳工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)約束剛度的配重特征值法。該方法利用結(jié)構(gòu)固有頻率和基礎(chǔ)約束剛度的關(guān)系，通過改變結(jié)構(gòu)頂端的附加質(zhì)量，測量環(huán)境激勵下系統(tǒng)固有頻率的變化來識別基礎(chǔ)約束剛度，并用模型實驗驗證了該方法的正確性。 本文研究的方法適用于識別包括高層建筑、橋墩和各種高聳建筑物的高聳工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)約束剛度，以及地基土和地下隱蔽結(jié)構(gòu)剛度的情況。最后，