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填充墙框架结构动力模型修正研究

李常青  
【摘要】:随着非破损检测技术的蓬勃发展,用振型和固有频率作为结构损伤诊断因子的检测方法的应用越来越普遍。填充墙框架这种结构形式与空腹框架相比,力学性能有很大的差别。而得到一个正确反映填充墙框架力学性能的动力计算模型,对结构设计和结构损伤诊断都十分有意义。本文将常用的填充墙框架计算模型进行正问题计算,发现其计算结果都不理想。为使问题简化,采用了常用的等效斜撑模型,以斜撑等效宽度为修改变量,利用动测信息进行模型修正。本文的主要工作如下: 1 通过一个简单的推导,得到了这样一个结论:在有良好的构造措施的前提条件下,忽略填充墙刚度和抗侧能力的抗震设计,尽管不能保证填充墙的安全,却能使空框架的设计趋向安全。 2 对于模态分析,本文认为通用的比例结构阻尼模型的模态模型公式,只有在小阻尼的条件下才能使用;并且基于噪声只与线路有关的假定,将噪声与线路以及线路与端口的连接捆绑在一起,利用结构在线性状态下动力响应的互易性原理,并加入力功率谱在两次测试中保持恒定的人为控制的附加条件,得到了关于噪声和频响估计函数的静定方程组,导出了一个可以消除输出端和输入端躁声的频响函数的新的估计。 3 以一个1/3的大比例混凝土模型框架为对象,进行动测试验。利用“一点拾振、多点激振”的办法,分别从纵、横两个方向对空框架和填充墙框架进行了动测试验。通过互易性检验、相关系数检验、重复性检验等多种检验方法检验了测试结果的真实可靠性。考虑了由于拾振位置的不同和采用不同的采样频率对试验结果的影响。通过dasp软件的分析功能,获取了空框架和填充墙框架的固有频率和相应的振型等模态信息。 4 详细讨论了剪切层模型在本文中模拟空框架的适用性,研究了利用实测信息反推组成三对角刚度矩阵的层刚度的问题。发现考虑横梁挠曲的层模型能较好的模拟空框架的动力性能,然后以此模型为基准编制程序,通过灵敏度分析进行反问题识别,得到了不同楼层梁和柱的弯曲刚度。以此为原始数据,通过Ansys中建立的动力模型,对常用的铰接斜撑模型进行了改进,得到了在填充墙和框架都完好的情况下的斜撑等效宽度,取得了比较满意的计算结果。


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