網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種由多根桿件按一定網(wǎng)格形式通過節(jié)點連接而構(gòu)成大跨度覆蓋的空間結(jié)構(gòu),具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能較好等優(yōu)點?捎米黧w育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機庫。由于實際大多數(shù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程都較為復雜和龐大,桿系眾多,施工難度較大。因此。實際網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程的損傷檢測,現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的靜動力性能,對于掌握網(wǎng)架的實際工作狀況及后期服役性能,這些都是值得研究的問題。
本研究通過現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù),建立網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型并與實測數(shù)據(jù)分析比較。在實測的基礎上,利用模態(tài)分析的方法,通過對網(wǎng)架的動態(tài)測試實驗求出的網(wǎng)架頻率、振型等動態(tài)參數(shù),并根據(jù)這些實測的參數(shù)分別進行了基于頻率、應變等損傷識別方法的分析,結(jié)合有限元分析軟件,利用數(shù)值模擬和實測數(shù)據(jù)的分析比較,分析現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的損傷狀況結(jié)論。
該網(wǎng)架采用螺栓球節(jié)點鋼管網(wǎng)架結(jié)構(gòu),整個網(wǎng)架由3個焊接球節(jié)點鋼管桁架傳力,豎向采用榀桁架柱支承,屋面板采用復核彩鋼瓦屋面,樓面及看臺部分采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),屋面網(wǎng)架及桁架柱與樓面完全脫開。
動力測試儀器布置,采用兩個水平拾振器和兩個豎向拾振器,測振儀器采用動態(tài)信號測試分析系統(tǒng),通過動態(tài)采集儀器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),采用快速傅里葉變換,得出結(jié)構(gòu)的頻率、加速度等信息。
采用環(huán)境激勵的方法分別測試了鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動,并由測試結(jié)果進一步分析可得到鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的動力特性。表為在環(huán)境激勵下鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動時域統(tǒng)計規(guī)律特征值。根據(jù)環(huán)境激勵下鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的時程曲線數(shù)據(jù),可計算出鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的功率譜如圖所示。
在外荷載振動情況下分別測試了強迫振動鋼網(wǎng)架響應中的水平振動和垂直振動。在固定外荷載振動下,鋼網(wǎng)架水平振動有效值為 ,垂直振動有效值為根據(jù)固定外荷載振動情況下鋼網(wǎng)架響應中的水平振動和垂直振動時程值可計算出相應的鋼網(wǎng)架水平振動和垂直振動的功率譜如圖。
鋼網(wǎng)架在固定外荷載振動情況下前五階水平振動響應和垂直振動響應的主要頻率見表。從固定外荷載振動情況下鋼網(wǎng)架水平振動功率譜圖中可知,在此工況下的強迫振動響應在頻域的最大值恰好在結(jié)構(gòu)水平振動基頻處。
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