结构动力反应测定分析
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【结构工程的软件时代】结构工程已全面进入软件时代,结构工程师要从繁琐的重复劳动中解脱出来,培养结构概念和体系,锻炼结构整体思维。
《结构概念和体系》是国际著名的结构大师林同炎广为流传的著作。
相信大多数从事建筑结构的工程人员都或多或少读过这本书。
其实,这本书可以说是结构工程师的必修课。
从事结构工作,很重要的一点就是在工作中培养结构概念体系和整体性思维的方法。
这对于结构工程师来讲,是十分重要的。
如今的软件技术已相当发达,很多繁琐的工作都可以通过软件完成,甚至于智能化到了“一键式完成”的地步。
设想,如果在软件再这么智能化而且功能强大下去,到时候,只要输入基本的设计参数和经济指标,按一个回车键,软件就将建筑方案设计、结构方案设计、施工图设计全部一条线完成出来了,那么对结构工程师来说不是一场灾难嘛。
软件取代所有主要工作,技术人员不就要下岗了啊。
所以,我认为,从一个角度来讲,结构工程软件时代的到来,意味着结构工程师的一场“危机”。
如何在这场即将到来的危机面前“明哲保身”,做软件所不能做到的事情是很关键和重要的,什么最关键而重要,我认为就是结构的概念和体系思维,这个才是将来结构工程师的价值所在,而这恰恰是软件所难以做到的。
闲话暂放,言归正传。
这篇博客将粗浅地探讨结构动力学问题的概念和体系问题。
之所以关注结构动力学问题,一是因为结构静力学研究已比较成熟,林同炎前辈的《结构概念和体系》一书中已阐明很完善精辟了,二是因为现阶段工程结构抗震问题是研究的热点和前沿,这个时代里不懂工程抗震概念的结构工程师很难成为一个好工程师。
构件→结构→结构体系,整体性思维,需要工程实践的锻炼以及不断思考的积累。
在实践中,反复向自己提问是培养结构概念的一个好方法。
比如,问自己什么叫振型分解法?有哪些假定?什么叫时程分析法?有哪些优缺点?……这样积累下来,很多概念就越辩越明,结构的概念也就逐渐得到建立。
【结构动力分析的分类】结构动力分析主要包括:特征值分析、反应谱分析、时程分析三大块。
结构动力实验报告结构动力实验报告一、引言结构动力学是研究结构在外力作用下的振动特性和响应规律的学科。
通过实验研究结构的动力响应,可以了解结构的固有频率、振型、阻尼特性等重要参数,为结构设计和抗震设计提供依据。
本实验旨在通过一系列测试,探索结构的动力响应特性。
二、实验目的1. 测定结构的固有频率和振型。
2. 分析结构在不同外力激励下的动力响应特性。
3. 探究结构的阻尼特性。
三、实验装置与方法1. 实验装置:使用一台振动台和一根悬臂梁作为实验结构。
2. 实验方法:a. 测定固有频率和振型:在不同频率下,通过改变振动台的频率控制结构的激励频率,使用加速度传感器测定结构的振动响应,并记录下振动台的频率。
b. 测定动力响应特性:通过改变振动台的振幅,分析结构在不同外力激励下的振动响应,并记录下响应的幅值和相位。
c. 测定阻尼特性:在结构上添加不同阻尼装置,测定结构在不同阻尼条件下的振动响应,并记录下响应的幅值和相位。
四、实验结果与分析1. 测定固有频率和振型:根据实验数据,绘制结构的频率-振型曲线,确定结构的固有频率和振型。
分析不同频率下的振动响应,可以推测结构的模态分布情况。
2. 分析动力响应特性:对于不同外力激励下的振动响应,绘制振动幅值和相位的频率响应曲线,分析结构的频率响应特性,如共振频率、共振幅值等。
通过对比不同外力激励下的响应曲线,可以研究结构的非线性特性和耦合效应。
3. 探究阻尼特性:通过添加不同阻尼装置,测定结构在不同阻尼条件下的振动响应。
分析阻尼对结构响应的影响,可以评估结构的耗能能力和抗震性能。
五、实验结论1. 结构的固有频率和振型是结构动力学研究的重要参数,通过实验测定可以了解结构的模态分布情况。
2. 结构的动力响应特性与外力激励频率和振幅密切相关,通过分析响应曲线可以评估结构的共振情况和非线性特性。
3. 阻尼对结构的动力响应有重要影响,适当的阻尼装置可以提高结构的耗能能力和抗震性能。
第七章结构动力特性试验7.1概述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、阻尼系数和振型等一些基本参数,也称动力特性参数或振动模态参数。
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。
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,在研究建筑结构或其他工程结构的抗震、抗风或抗御其它动荷载的性能和能力时,都必须要进行结构动力特性试验,了解结构的自振特性。
1.在结构抗震设计中,为了确定地震作用的大小,必须了解各类结构的自振周期。
同样,对于已建建筑的震后加固修复,也需了解结构的动力特性,建立结构的动力计算模型,才能进行地震反应分析。
2测量结构动力特性,了解结构的自振频率,可以避免和防止动荷载作用所产生的干扰与结构产生共振或拍振现象。
在设计中可以便结构避开干扰源的影响,同样也可以设法防止结构自身动力特性对于仪器设备的工作产生干扰的影响,可以帮助寻找采取相应的措施进行防震,隔震或消震。
3.结构动力特性试验可以为检测、诊断结构的损伤积累提供可靠的资料和数据。
由于结构受动力作用,特别是地震作用后,结构受损开裂使结构刚度发生变化,刚度的减弱使结构自振周期变长,阻尼变大。
由此,可以从结构自身固有特性的变化来识别结构物的损伤程度,为结构的可靠度诊断和剩余寿命的估计提供依据。
建筑结构的动力特性可按结构动力学的理论进行计算。
但由于实际结构的组成,材料和连接等因素,经简化计算得出的理论数据往往会有一定误差。
对于结构阻尼系数一般只能通过试验来加以确定。
因此,建筑结构动力特性试验就成为动力试验中的一个极为重要的组成部分,而引起人们的关注和重视。
结构动力特性试验是以研究结构自振特性为主,由于它可以在小振幅试验下求得,不会使结构出现过大的振动和损坏,因此经常可以在现场进行结构的实物试验,正如本章所介绍的试验实例。
当然随着对结构动力反应研究的需要,目前较多的结构动力试验,特别是研究地震,风震反应的抗震动力试验,也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。