原文传递
正弦激振频率法测定在役拉索索力研究
| 论文题名： | 正弦激振频率法测定在役拉索索力研究 |
| 关键词： | 预应力大跨度空间结构;在役拉索;索力测定;正弦激振频率法;数值模拟 |
| 摘要： | 预应力大跨度空间结构由于其造型和功能性逐渐成为地标性建筑或者重要的公共设施,造价昂贵,如果倒塌人员伤亡重,那么对建成后的索结构进行健康检测是保证结构安全性和耐久性的关键。拉索作为一种轻质高强的主要受力构件,会随着时间产生应力松弛或腐蚀损伤等导致应力损失,对结构的安全性和耐久性会造成不利的影响。目前在索力识别的理论方法研究和工程实际应用发展迅速,对在役索结构拉索索力测量应用最广泛的还是频率法。频率法不仅可以用于大跨度结构施工阶段,也可以应用于在线实时测量索力。基于此,频率法的研究和应用受到越来越多学着的关注,而在实际工程中拉索的受力状态的多样性和复杂性,对其进一步研究对在役索结构索力识别显得尤为重要。一般频率法依靠环境激振或者人工锤击,对于一般的中长拉索,能获得比较精确的基频,但是对于粗短索和超长索,其刚度和质量的影响,使一般人工激振很难获得比较好的振型,影响了索力测定的精度。本文提出通过正弦激振的方法,在扫频范围内寻找拉索的基频。结合一些工程数据,通过数值计算证明了这一方法的精确性。并通过缩尺实验验证了采用正弦激振测量索力这一方法的可行性。该方法基于频率法测量索力的原理,相对于一般的频率法具有明显的优越性。首先总结了基于频率法测量索力的原理,介绍了拉索的线性振动理论,推导了在考虑刚度影响和垂度影响下索力的计算公式,并设计相应的算例来进行计算。在不考虑拉索线密度非线性的情况下建立拉索在外力作用下的振动方程并进行解析解的推导;研究了拉索的抗弯刚度、边界条件、垂度等因素对索力测试结果的影响规律。其次推导了短索和超长索的实用计算公式,并根据实际工程应用有限元软件建立拉索模型,通过仿真模拟分析得到拉索振动的基频,和实际数值及实用计算公式的对比验证了正弦激振法测定索力的精确性。最后根据振动测试理论,在已知响应和激励的情况下,能够获得被测拉索的基本属性。基于此通过一个缩尺实验,对在不同拉力,不同激振点和不同长度组成工况下的索力识别,验证正弦激振法测定索力的可行性并探讨了正弦激励方法中影响拉索频率的若干规律。 |
| 作者： | 高哲 |
| 专业： | 大跨度空间结构 |
| 导师： | 殷志祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 辽宁工程技术大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
