西建大1、5号学生公寓结构动力特性 测试报告 参加人员:2001级本科生;张奇、候莉娜、殷琪祥、马静 指导老师:姚谦峰(教授)、黄炜(讲师)、龚安礼(工程师) 2005年4月20号
西建大 1、5 号学生公寓结构动力特性 测 试 报 告 参加人员：2001 级本科生；张奇、候莉娜、殷琪祥、马静 指导老师：姚谦峰（教授）、黄炜（讲师）、龚安礼（工程师） 2005 年 4 月 20 号
西建大1、5号学生公寓 动力测试试验报告 试验目的、仪器、及方案 1.实验目的: 1、了解密肋壁板、框架、结构的动力特性: 2、计算密肋壁板、框架、结构的动力参数; 3、求解密肋壁板、框架、结构的阻尼和振型 2.实验仪器: 拾振器;信号放大器;IN306D智能信号采集处理分析仪;电脑显示器;电 3.实验方案 测试过程中,为了忽略扭转作用的影响,将拾振器放在结构形心处,认为 结构规则,刚心与形心重合。根据结构缝位置,取1号公寓西半部分、5号公寓 东半部分、以及6号公寓为试验对象,1号公寓将拾振器放在西边厕所旁的消防 栓下的走道中央一一结构大致形心位置;5号公寓将拾振器放在每层15号宿舍 门口的走道中央一一结构大致形心位置。拾振器与楼层对应如下表 表1-1拾振器与楼层对应表 楼层号地下室1 5 7 拾振 器号/1 地下室 图1-11、5号公寓测点布置图 二:试验步骤 1、拉线,安装仪器;拾振器与信号放大器的输入连接,信号放大器输出与采集
西建大 1、5 号学生公寓 动力测试试验报告 一：试验目的、仪器、及方案 1．实验目的： 1、了解密肋壁板、框架、结构的动力特性； 2、计算密肋壁板、框架、结构的动力参数； 3、求解密肋壁板、框架、结构的阻尼和振型。 2．实验仪器： 拾振器；信号放大器；INV306D 智能信号采集处理分析仪；电脑显示器；电 线。 3．实验方案： 测试过程中，为了忽略扭转作用的影响，将拾振器放在结构形心处，认为 结构规则，刚心与形心重合。根据结构缝位置，取 1 号公寓西半部分、5 号公寓 东半部分、以及 6 号公寓为试验对象，1 号公寓将拾振器放在西边厕所旁的消防 栓下的走道中央——结构大致形心位置；5 号公寓将拾振器放在每层 15 号宿舍 门口的走道中央——结构大致形心位置。拾振器与楼层对应如下表： 表 1-1 拾振器与楼层对应表 楼层号 地下室 1 2 3 4 5 6 7 拾振 器号 12 1 2 3 4 5 6 11 6 5 4 3 2 1 地下室 * * * * * * * * 图 1-1 1、5 号公寓测点布置图 二：试验步骤 1、拉线，安装仪器；拾振器与信号放大器的输入连接，信号放大器输出与采集
仪连接;且编号一一对应。 2、将拾振器拨至4号小位移档横向放置,将放大器调至8号档位,输入标定值 参数,在采集频率200hz下示波,待波形稳定采集数据; 3、更换采集频率为100hz,待波形稳定重新采集数据 4、将拾振器纵向放置,将放大器调至10号档位,输入对应标定值参数,取采集 频率200hz,示波,待波形稳定后采集数据; 5、重复步骤3的操作; 4.2.3试验结果 〔1)1号公寓 1.频率分析 由频谱反应分析得出结构的基本频率,试验结果见图1-2 200HZ——H 100HZ——H 200HZ--Z 100HZ—Z 图1-2频谱反应图
仪连接；且编号一一对应。 2、将拾振器拨至 4 号小位移档横向放置，将放大器调至 8 号档位，输入标定值 参数，在采集频率 200hz 下示波，待波形稳定采集数据； 3、更换采集频率为 100hz，待波形稳定重新采集数据； 4、将拾振器纵向放置，将放大器调至 10 号档位，输入对应标定值参数，取采集 频率 200hz，示波，待波形稳定后采集数据； 5、重复步骤 3 的操作； 4.2.3 试验结果 ﹝1﹞1 号公寓 1．频率分析 由频谱反应分析得出结构的基本频率，试验结果见图 1-2 200HZ——H 100HZ——H 200HZ——Z 100HZ——Z 图 1-2 频谱反应图
由上图可得结构基本频率和周期见表1-2 表1-2结构基本频率和周期 横向 纵向 采集频|200 平均值200hz100hz平均值 结构频|2.7332.7352.7343.7103.810 3.715 率(hz) 周期(s)0.:660.3660.36602700.220.266 2.阻尼 由FFT分析得结构阻尼。见图1-3和表1-3 DPz.82210 DAMP: 3. 102. (A)9#H——Z4 (B)9#H—Z5 2.360E-0AMm (C)9#H--Z6 (D) 9#H-—Z7
由上图可得结构基本频率和周期见表 1-2 表 1-2 结构基本频率和周期 横向 纵向 采集频 率 200hz 100hz 平均值 200hz 100hz 平均值 结构频 率（hz） 2.733 2.735 2.734 3.710 3.810 3.715 周期(s) 0.366 0.366 0.366 0.270 0.262 0.266 2．阻尼 由 FFT 分析得结构阻尼。见图 1-3 和表 1-3 （A）9#H——Z4 （B） 9#H——Z5 （C）9#H——Z6 （D） 9#H——Z7
5,765E4 2.6376 DP=3.87054 (E)12#Z——Z4 (F)12#Z——Z5 1,050E-04m (G)12#Z——Z6 (H)12#Z——Z7 图1-3阻尼反应图 由上图可得结构阻尼见表1-3 表1-3结构阻尼列表 横向 拾振器4 平均值 编号 阻尼2.822%3.103%3.870%2.964%3.190% 纵向 阻尼 平均值 1.175%1.320%1.345%1.375%1.304%
（E）12#Z——Z4 （F） 12#Z——Z5 （G）12#Z——Z6 （H） 12#Z——Z7 图 1-3 阻尼反应图 由上图可得结构阻尼见表 1-3： 表 1-3 结构阻尼列表 横向 拾振器 编号 4 5 6 7 平均值 阻尼 2.822% 3.103% 3.870% 2.964% 3.190% 纵向 阻尼 4 5 6 7 平均值 1.175% 1.320% 1.345% 1.375% 1.304%
3.实验振型图如下(图1-4) 阶振型图 二阶振型图 三阶振型图 图1-4基本振型图 〔2)5号公寓 1、频率分析:由频谱反应分析得出结构的基本频率,试验结果见图1-5 5#H——200hz 5#H--100h: 5#Z-200hz 5#Z—100hz 图1-5频谱反应图
3．实验振型图如下（图 1-4） 一阶振型图 二阶振型图 三阶振型图 图 1-4 基本振型图 ﹝2﹞5 号公寓 1、频率分析：由频谱反应分析得出结构的基本频率，试验结果见图 1-5 5#H——200hz 5#H--100hz 5#Z--200hz 5#Z--100hz 图 1-5 频谱反应图
由上图可得结构基本频率和周期见表1-4 表1-4结构基本频率和周期 横向 纵向 采集频|200z100hz平均值|200hz100hz平均值 结构频|2.9293.0282.9793.1243.1263.125 率(hz) 周期(s)0.3410.3300.3360.3200.3200.320 阻尼 由FFT分析得结构阻尼。见图1-6和表1 1.410E-04mn 4.772E04mn 3.0283 DrP=2.12104 DAP=2.36226 0.0000af=9.7687E-02(Hz)50,0160Hz0.0000af=9.7687E-02(Hz)50,0160Hz 5#H-Z4 5#H-Z5
由上图可得结构基本频率和周期见表 1-4 表 1-4 结构基本频率和周期 横向 纵向 采集频 率 200hz 100hz 平均值 200hz 100hz 平均值 结构频 率（hz） 2.929 3.028 2.979 3.124 3.126 3.125 周期(s) 0.341 0.330 0.336 0.320 0.320 0.320 2、阻尼： 由 FFT 分析得结构阻尼。见图 1-6 和表 1-5 5# H—Z4 5# H—Z5
4.856E-04mm 1.878E-04nn 3.0283 3.0283 DAP=2.09127 DAP=2.10097 0.0000。f=9.7687E-02(Hz)50.0160Hz0.000。f=9.7687E-02(Hz)50.0160Hz 5#H—Z6 3.544E-05mn 1.196E-04mm 3.2231 3.2237 DeHP=1.92190 DAHP=1.72090 0.0000af=9.7687E-02(Hz)50.0160Hz0.0000f=97687E-92〔Hz)50.0160Hz 5#Z—Z4 5#Z-Z5
5# H—Z6 5# H—Z7 5# Z—Z4 5# Z—Z5
1.240E-04mn 5.111E-05nn 3.2237 3.2237 DeMP=1.67228 DP=1.69547% 0.0000af=9.7687E-02〔Hz)50.016OHz 0.0000af=9.768E-02〔Hz)50.0160H 图1-6阻尼反应图 由上图可得结构阻尼见表3 表1-5结构阻尼列表 横向 拾振器4 平均值 阻尼2.121%2.101%2.091%2.362%2.169% 纵向 平均值 1.922%1.695%1.672%1.721%1.753% 3、实验振型图如下(图1-7) 阶振型图 二阶振型图 三阶振型图 图1-7基本振型图
5# Z—Z6 5# Z—Z7 图 1-6 阻尼反应图 由上图可得结构阻尼见表 3： 表 1-5 结构阻尼列表 横向 拾振器 编号 4 5 6 7 平均值 阻尼 2.121% 2.101% 2.091% 2.362% 2.169% 纵向 4 5 6 7 平均值 1.922% 1.695% 1.672% 1.721% 1.753% 3、实验振型图如下（图 1-7）： 一阶振型图 二阶振型图 三阶振型图 图 1-7 基本振型图
三:实验结果分析: 1.结构的自振周期都比较小,而且框架横向自振周期比密肋要小,而纵向密肋 体系的自振周期比框架要小。表明密肋体系纵向地震作用在相同情况下比框 架大。而横向则比框架小。 2.密肋体系的阻尼系数比框架小,地震作用的衰减速度比框架快,抗震性能优 于框架。 3.两者的变形曲线都是以剪切型为主。而密肋体系的变形曲线中含有的弯曲成 分高于框架,相对框架而言可认为是弯剪型变形。 四:误差分析: 本次测试试验在白天进行,同时为雨天,试验数据分析表明,其环境影响因素为: ①周围机械振动。当周围有车,或是机械在振动时,振动位移发生突变放大 ②人的干扰。采集数据过程中发现,当人经过拾振器时,对振动曲线有影响 ③干扰的距离。试验发现,当干扰离拾振器越近时,其对地脉动曲线的干扰越大 所以测试结果不可避免地受到人员及噪音的影响,尤其对于实测振型,有 定的误差。但经过数据处理分析,剔除信号干扰,考虑误差的影响,本次试验结 果基本和理论值相符
三：实验结果分析： 1． 结构的自振周期都比较小，而且框架横向自振周期比密肋要小，而纵向密肋 体系的自振周期比框架要小。表明密肋体系纵向地震作用在相同情况下比框 架大。而横向则比框架小。 2． 密肋体系的阻尼系数比框架小，地震作用的衰减速度比框架快，抗震性能优 于框架。 3． 两者的变形曲线都是以剪切型为主。而密肋体系的变形曲线中含有的弯曲成 分高于框架，相对框架而言可认为是弯剪型变形。 四：误差分析： 本次测试试验在白天进行，同时为雨天，试验数据分析表明，其环境影响因素为： ①周围机械振动。当周围有车，或是机械在振动时，振动位移发生突变放大。 ②人的干扰。采集数据过程中发现，当人经过拾振器时，对振动曲线有影响。 ③干扰的距离。试验发现，当干扰离拾振器越近时，其对地脉动曲线的干扰越大。 所以测试结果不可避免地受到人员及噪音的影响，尤其对于实测振型，有一 定的误差。但经过数据处理分析，剔除信号干扰，考虑误差的影响，本次试验结 果基本和理论值相符