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《戶外廣告牌自振頻率及振型計(jì)算》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、戶外廣告牌動(dòng)力特性測(cè)試方案11概述為制定《戶外廣告和牌匾標(biāo)識(shí)安全檢定標(biāo)準(zhǔn)》,需要確定各種類型戶外廣告和牌匾的動(dòng)力特性,以便于對(duì)其進(jìn)行風(fēng)振效應(yīng)的計(jì)算。戶外廣告和牌匾主要包括兩大類:落地式戶外廣告;附著式戶外廣告。目前,根據(jù)已提供的竣工資料,對(duì)單立柱雙面和單立柱三面戶外廣告牌已進(jìn)行了理論分析,擬選擇兩面和三面單立柱式廣告牌各兩到三座進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,用于校核和驗(yàn)證理論分析結(jié)果。2理論計(jì)算結(jié)果本次計(jì)算中分別根據(jù)“首都機(jī)場(chǎng)—京津塘高速公路6#廣告牌“及”西四環(huán)岳各莊立交橋東南角廣告牌“竣工圖建立了單立柱雙面及單立柱三面戶外廣告牌計(jì)算模型,主要參數(shù)如下表所示。表1建模依據(jù)及主要參數(shù)廣告牌
2、形式立柱高度立柱截面參考圖紙單立柱雙面20.75Φ1500X16《首都機(jī)場(chǎng)—京津塘高速公路6#廣告牌——竣工圖》單立柱三面16.2Φ1500X14《西四環(huán)岳各莊立交橋東南角廣告牌——竣工圖》采用有限元計(jì)算軟件Midas建立三維梁?jiǎn)卧P?,外部邊界條件為立柱柱底嵌固約束,如圖1所示。a、單立柱雙面b、單立柱三面圖1計(jì)算模型示意圖?單立柱雙面計(jì)算結(jié)果表1單立柱雙面廣告牌前3階模態(tài)頻率及振型模態(tài)號(hào)頻率(Hz)振型描述1階1.488牌面平面一階彎曲2階1.495垂直牌面一階彎曲3階2.373立柱一階扭轉(zhuǎn)a、1階模態(tài)振型b、2階模態(tài)振型c、3階模態(tài)振型圖2單立柱雙面廣告牌振型示意圖?
3、單立柱三面表2單立柱三面廣告牌前3階模態(tài)頻率及振型模態(tài)號(hào)頻率(Hz)振型描述1階1.027垂直一側(cè)牌面平面一階彎曲2階1.030一側(cè)牌面平面內(nèi)一階彎曲3階1.271立柱一階扭轉(zhuǎn)a、1階模態(tài)振型b、2階模態(tài)振型c、3階模態(tài)振型圖3單立柱三面廣告牌振型示意圖1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試3.1、試驗(yàn)方法采用環(huán)境激勵(lì)模態(tài)試驗(yàn)方法對(duì)單立柱廣告牌的動(dòng)力特性進(jìn)行測(cè)試。在環(huán)境激勵(lì)模態(tài)試驗(yàn)的信號(hào)分析中,只利用輸出的響應(yīng)信號(hào),也就是說,僅僅利用輸出來識(shí)別系統(tǒng)參數(shù)。由于脈動(dòng)源為環(huán)境隨機(jī)激勵(lì),它的頻譜較平坦,因此,可近似為有限帶寬白噪聲,所以,由響應(yīng)譜的峰值就可得到結(jié)構(gòu)物的固有頻率。此外可用輸出測(cè)量值間的相位來識(shí)別
4、結(jié)構(gòu)的振型,模態(tài)阻尼比可用輸出響應(yīng)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行半功率帶寬法估計(jì)。3.2、測(cè)點(diǎn)布置?單立柱雙面單立柱雙面廣告牌測(cè)點(diǎn)布置如圖4所示,在立柱1/3高度處及立柱頂各布置兩個(gè)水平向加速度傳感器(一個(gè)垂直板面,一個(gè)平行板面),在橫梁一側(cè)端部布置兩個(gè)水平向加速度傳感器(一個(gè)垂直板面,一個(gè)平行板面),橫梁另一側(cè)端部布置一個(gè)垂直板面方向的水平向加速度傳感器。圖4單立柱雙面廣告牌測(cè)點(diǎn)布置圖?單立柱三面單立柱三面廣告牌測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示,選擇一廣告牌板面作為參考板面。在立柱1/3高度處及立柱頂各布置兩個(gè)水平向加速度傳感器(一個(gè)垂直板面,一個(gè)平行板面),在參考板面一支撐橫梁端部布置兩個(gè)水平向加速度傳
5、感器(一個(gè)垂直板面,一個(gè)平行板面),在垂直參考板面的之曾橫梁端部也布置兩個(gè)水平向加速度傳感器(一個(gè)垂直板面,一個(gè)平行板面)。圖5單立柱雙面廣告牌測(cè)點(diǎn)布置圖當(dāng)前,對(duì)橋梁風(fēng)振時(shí)程分析的研究還不成熟,還有許多問題值得進(jìn)一步去探討。問題之一是脈動(dòng)風(fēng)速的模擬問題。對(duì)隨機(jī)過程進(jìn)行擬合的方法總的來說可以分為兩大類。一類是基于三角級(jí)數(shù)迭加的諧波合成法(WAWS)。另一類是基于線性濾波技術(shù)的線性濾波法如自回歸算法(AR)、移動(dòng)平均算法(MA)和自回歸移動(dòng)平均算法(ARMA)。這兩類方法自成體系,在模擬多變量的復(fù)雜隨機(jī)過程時(shí)都有發(fā)展,并且至今尚有不太完善的地方。如何更快捷有效地模擬作用在結(jié)構(gòu)上
6、的脈動(dòng)風(fēng)速是值得研究的。問題之二便是風(fēng)荷載的處理。在風(fēng)振時(shí)程分析中所用到的結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力時(shí)程計(jì)算部分在理論上是比較成熟的,而風(fēng)荷載的計(jì)算卻至今沒有完善。在風(fēng)振非線性分析中用非常簡(jiǎn)化的自激力模型來反映氣動(dòng)彈性現(xiàn)象與結(jié)構(gòu)非線性是不匹配的。既然考慮了結(jié)構(gòu)的非線性進(jìn)行分析,就應(yīng)該盡量細(xì)致地考慮在大位移情況下包括靜力風(fēng)載、脈動(dòng)風(fēng)荷載和自激力在內(nèi)的非線性風(fēng)荷載。問題之三是關(guān)于顫振和抖振的關(guān)系。由于顫振是一種發(fā)散振動(dòng),而抖振是一種隨機(jī)振動(dòng),二者的振動(dòng)性態(tài)不同。故傳統(tǒng)的頻域分析都將它們分開處理,用半逆解法或狀態(tài)空間解法分析顫振而用反應(yīng)譜方法分析抖振。進(jìn)行時(shí)域分析的研究者似乎也默認(rèn)了這一觀念
7、,要么單獨(dú)分析抖振,要么單獨(dú)分析顫振。我們之所以將風(fēng)荷載分為靜風(fēng)荷載、抖振力、自激力三部分也是為了工程計(jì)算的方便,實(shí)際上橋梁承受的風(fēng)荷載是氣流繞橋梁表面流動(dòng)時(shí)作用在表面各個(gè)部分的壓力的總和,并非這三種力獨(dú)立作用的結(jié)果。因此橋梁的風(fēng)荷載作用下的振動(dòng)也是一個(gè)綜合的振動(dòng)而不應(yīng)該嚴(yán)格地劃分為顫振或抖振。由于時(shí)程分析是一種仿真的分析方法,不存在“模態(tài)”的概念,因此只要合理地將靜風(fēng)荷載、抖振力、自激力同時(shí)考慮在內(nèi),就有可能再現(xiàn)結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定的隨機(jī)振動(dòng)過渡到發(fā)散的周期振動(dòng)這一過程。