混凝土成层结构的流激振动特性

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1、第13卷第3期南水北调与水利科技Vo1．13No．32015年6月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience＆TechnologyJun．2015DOI：10．13476／j．mki．nsbdqk．2015．03．017混凝土成层结构的流激振动特性牛超，杨敏，李炳阳(天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)摘要：泄流激励引起水工建筑物振动的现象时有发生且形式多样，严重的还可能引起结构的破坏。对于混凝土成层结构而言，由振动引起破坏的案例不多，对其振动响应机制的研究也不够深入。以混凝土拱坝为例，通过数值计算及模型试验对比分析了

2、整体与成层两种不同结构在相同泄流荷载作用下结构的振动响应，探讨了响应与结构自身的关系，并结合“拍”的概念，对混凝土成层结构振动响应特性与泄流荷载之间的关系进行了研究。结果表明，成层结构频率相近的前两阶振动是拍振形成的主要原因。此外，即使不满足拍振形成的条件，振动曲线同样可以表现为“拍”的形式，且振动量较受迫振动大幅增加，实质为“水力共振”现象。关键词：泄流激励；成层结构；响应机制；拍振；水力共振中图分类号：TV65文献标志码：A文章编号：1672—1683(2015)03—0476—06Researchonflow-inducedvibrationcharacteristicsofla

3、yeredconcretestructureN】UClhao．YANGMin，LIBing-yang(StateKeyLaboratoryofHydraulicEngineeringSimulationandsafety，TicmjinUniversity，Ttanjin300072，China)Abstract：Vibrationofhydraulicstructurescausedbyflooddischargeexcitationoccursfrequentlyandhasdifferentforms，andseriousvibrationmaylcadtOstructurald

4、amage．Fewcasesofdamagecausedbyvibrationfor1ayeredconcretestructureswerepresented，andthestudyofvibrationresponsemechanismwasnotenough．Inthispaper，thevibrationresponsesofconcretearchdamwithtWOdifferentstructures，includingawholestructureandalayeredstructure，underthesameflowdischargeconditionswerein

5、vestigatedthroughthecomparativeanalysisofnumericalcalculationandmodeltest．Therelationshipbetweenthestruc—tureandvibrationresponsewasanalyzed．Furthermore，therelationshipbetweenthevibrationresponseoflayeredconcretestructureandflowdischargewasstudiedinconsiderationofthe”beat”concept．Theresultsshowe

6、dthatthebeatvibrationiSmainlycausedbythefirsttWObandsofvibrationwithsimilarfrequency．Althoughtheconditionsfortheformationofbeatvi—brationmaynotexist，thevibrationcurvecanpresenttheformof”beat”，andthevibrationquantityismuchlargethanthatoftheforcedvibration，whichindicatedthatthisisactuallythehydrau

7、licresonancephenomenon．Keywords：flowdischargeexcitation；layeredstructure；responsemechanism；beatvibration；hydraulicresonance泄流诱发水工结构振动是一种复杂的流固相互作用现泄洪消能以及水工建筑物的减振减蚀带来了巨大挑战。本象]。在水利水电工程中，由泄流引起水工建筑物振动的现文结合模型试验及数值计算，分析碾压混凝土成层结构在不象