《结构模型扫频试验》任务书

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1、《结构模型扫频试验》任务书最后更新：2007-4-25 浏览次数：576     目录 一、试验目的二、模型类型三、试验任务四、具体要求五、结构动力特性的相关知识1．频率2．振型3．阻尼六、试验原理1．频率的测定2．振型的测定3．阻尼的测定七、扫频振动台1．扫频振动台工作原理2．扫频振动台构造八、提交的成果      结构模型扫频试验（设计型）16学时                            同组人员：                          成绩：              本次试验为一设计类型试验。根据所学知识自己设计结

2、构模型，利用结构模型扫频振动台测定结构模型的动力特性，由指导老师审阅，自行按照要求完成试验任务。一、试验目的结构的动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。它的内容主要包括结构的自振频率、阻尼系数和振型等一些基本参数，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，与外荷载无关。在研究建筑结构或其他工程结构的抗震、抗风或抵御其他动荷载的性能和能力时，都必须要进行结构的动力特性试验，了解结构的自振特性。在结构的抗震设计中，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，对已建建筑进行震后加固修复，也需要了解结构的动力特

3、性，建立结构的动力计算模型，进行地震反应分析。测量结构的动力特性，了解结构的自振频率，可以避免和防止结构在动荷载作用下所产生的干扰与结构产生共振现象。在设计中可以使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，可以帮助寻找采取相应的措施进行防震、隔震和消震。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

4、寿命的估计提供依据。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的误差，对于结构阻尼系数一般只能通过试验来加以确定。因此，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，引起人们的关注和重视。通过本次试验，可以锻炼学生的动手能力，培养学生综合应用所学专业知识和解决实际问题的能力；培养学生的创新能力，使学生能够理论联系实际同时获得工程师基本技能训练的机会。二、模型类型1.以柱子的数量不同，有单柱和多柱之分；2.以质点的数量不同，有单质点和多质点之分；3.以是否隔振，

5、有隔振和非隔振之分；隔振的类型可以是任意的，由同学们自行设计；4.结构形式不受任何条件限制，制作方式也不受任何条件限制。三、实验内容1.设计并制作结构模型，提供模型的设计书与设计图。2.完成本次试验组织计划，写出试验方案。计划内容要求详尽、科学、合理，能够在所提供的仪器及场地下完成试验。试验方案应包含以下内容：①试验目的；②试验原理；③试验方法与实施步骤；④试验过程中可能遇到的问题以及解决方案；⑤模型材料计划单。3.测定结构模型的各阶频率，绘制结构模型的各阶次振型图形及动弯拒图形。4.写出试验报告。报告应包含以下内容：①试验目的；②试验对象；③试验

6、方法及步骤；④试验过程及问题；⑤试验成果处理与分析；⑥技术结论；     图1振动台台面图 四、具体要求1.结构模型设计。根据扫频振动台台面尺寸，见图1，选择合理的结构模型，画出计算简图。2.利用所学结构知识对所设计的结构模型的各阶自振频率以及各阶振型进行计算；3.试验指导教师审阅试验方案，确定能够完成试验，方可选择试验时间完成试验；4.模型制作。1)实验室按照模型材料计划单提供制作模型的材料,工具及场地；2)模型制作满足试验要求，制作精细。5.试验过程中认真做好试验记录，要求整洁和整齐，不得涂改，若有错误，重新书写；对试验过程中的异常现象，必须分

7、析其产生的原因以及对试验结果的影响。6.测试过程中原始数据要真实可靠，并填写在相应的表格（表格自行设计，要整洁美观），要求能够反映测试内容和各参数相互间的关系；五、结构动力特性的相关知识1．频率在自由振动过程中，质点每隔一段时间T又回到原来的位置，因此T称为结构的自振周期，自振周期的倒数称为频率。自振周期T是结构动力性能的一个很重要的数据标志。两个外表相似的结构，如果周期相差很大，则动力性能相差很大；反之，两个外表看来并不相同的结构，如果其自振周期相近，则在动荷载作用下其动力性能基本一致。地震中常发现这样的现象。所以自振周期的计算十分重要。自振周期

8、与结构的质量和结构刚度有关，而且只与这二者有关，与外界的干扰因素无关。自振周期与质量的平方根成正比，质量越大，则周期越大，