结构自振测量方法

㈠ 试简述利用单向周期性振动台进行结构模型动力加载试验的一般试验步骤

该试验步骤如下:
1.结构模型的静力试验，测量模型在静力作用下各部位的位移。
2.用张拉突卸法、锤击法或脉动法等测量结构模型的动力特性。也可以输入正弦波进行连续扫描，通过共振试验，由共振反应求得模型的自振频率和相应的各阶振型，但必须控制输入信号的幅值，测得的自振频率的数值都要低于在地面上测得的结果。
3.逐级增大输入波形信号的幅值，测得相应的动力反应，同时在每次加振试验后，用输入幅值相等的简谐波再次进行扫频试验，观测模型自振频率与振型的变化。随着变形增大，模型刚度减小，而自振频率也会不断降低，振型也会有一些变化。
4.最后参考理论计算结果，在某一加振频率和加速度幅值下，使模型发生共振而破坏。

㈡ 框架结构的自振周期如何计算

结构的自振周期顾名思义是反映结构的动力特性，与结构的质量及刚度有关，具体对单自由度就只有一个周期，而对于多自由度就有同模型中采用的自由度相同的周期个数，周期最大的为基本周期，设计用的主要参考数据自振周期折减系数由于计算模型的简化和非结构因素的作用，导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期（下简称“计算周期”）比真实自振周期（下简称“自振周期”）偏长。因此，无论是采用理论公式计算还是经验公式计算；无论是简化手算还是采用计算机程序计算，结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数（下简称“折减系数”）加以修正，经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期（下简称“设计周期”），设计周期=计算周期×折减系数。如果折减系数取值不恰当，往往使结构设计不合理，或造成浪费、或甚至产生安全隐患。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。

㈢ 测定结构的动力特性的方法有哪几种

结构动力特性是指结构自振周期，振型，阻尼比三个主要方面。所谓振型是指结构振动的基本形式，一般结构有几层就有几个振型，也就对应着几个周期。通常以第一振型为主，其他几个高振型很快衰减。常用的基底剪力法就是以第一振型来计算的。阻尼比是指结构振动阻尼系数与临界阻尼系数的比值，也是结构本身所固有的。

㈣ 简述结构自振周期有哪些计算方法

结构的自振周期顾名思义是反映结构的动力特性，与结构的质量及刚度有关，具体对单自由度就只有一个周期，而对于多自由度就有同模型中采用的自由度相同的周期个数，周期最大的为基本周期，设计用的主要参考数据
自振周期折减系数
由于计算模型的简化和非结构因素的作用，导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期（下简称“计算周期”）比真实自振周期（下简称“自振周期”）偏长。因此，无论是采用理论公式计算还是经验公式计算；无论是简化手算还是采用计算机程序计算，结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数（下简称“折减系数”）加以修正，经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期（下简称“设计周期”），设计周期=计算周期×折减系数。如果折减系数取值不恰当，往往使结构设计不合理，或造成浪费、或甚至产生安全隐患。诚然，折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。 影响自振周期因素是诸多方面的，加之多层钢筋混凝土框架结构实际工程的复杂性，抗震规范[1]没有、也不可能对折减系数给出一个确切的数值。许多文献中给出，当主要考虑填充墙的刚度影响时，折减系数可取0.6~0.7[4] [7]；根据填充墙的多少、填充墙开洞情况，其对结构自振周期影响的不同，可取0.50~0.90[2].这些都是以粘土实心砖为填充墙的经验值，不言而喻，采用不同填充墙体材料的折减系数是不相同的。当采用轻质材料或空心砖作填充墙，当然不应该套用实心砖为填充墙的折减系数。对于粘土实心砖外的其它墙体可根据具体情况确定折减系数
结构周期关系
按照行业标准《工程抗震术语标准》（JGJ/97）的有关条文， 自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。 基本周期：结构按基本振型（第一振型）完成一次自由振动所需 的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。 设计特征周期 ：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。 场地卓越周期：根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速 ，按公式T=4H/ 计算的周期，表示场地土最主要的振动特征。 结构在地震作用下的反应与建筑物的动力特性密切相关，建筑物的自振周期是主要的动力特征，与结构的质量和刚度有关，当自振周期、特别是基本周期小于或等于设计特征周期 时，地震影响系数取值为 ，按规范计算的地震作用最大。 国内外的震害经验表明，当建筑物的自振周期与场地的卓越周期相等或相近时，地震时可能发生共振，建筑物的震害比较严重。研究表明，由于土在地震时的应力-应变关系为非线性的，在同一地点，地震时场地的卓越周期并不是不变的，而将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而不同。 GB50011规范对结构的基本周期与场地的卓越周期之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。

㈤ 反映结构动力特性的重要物理参数是振动质点的自振频率对吗

• 对，反映结构动力特性的重要物理参数是振动质点的自振频率。

• 结构动力特性
  

建筑结构动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。它的主要内容包括结构的自振频率、阻尼系数和振型等一些基本参数，也称动力特性参数或振动模态参数。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，但与外荷载无关。

建筑结构动力特性试验量测结构动力特性参数是结构动力试验的基本内容，在研究建筑结构或其他工程结构的抗震、抗风或抗御其它动荷载的性能和能力时，都必须要进行结构动力特性试验，了解结构的自振特性。

1．在结构抗震设计中，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，对于已建建筑的震后加固修复，也需了解结构的动力特性，建立结构的动力计算模型，才能进行地震反应分析。

2测量结构动力特性，了解结构的自振频率，可以避免和防止动荷载作用所产生的干扰与结构产生共振或拍振现象。在设计中可以便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的影响，可以帮助寻找采取相应的措施进行防震，隔震或消震。

3．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。由于结构受动力作用，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寿命的估计提供依据。

建筑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，建筑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，而引起人们的关注和重视。

结构动力特性试验是以研究结构自振特性为主，由于它可以在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常可以在现场进行结构的实物试验，正如本章所介绍的试验实例。当然随着对结构动力反应研究的需要，目前较多的结构动力试验，特别是研究地震，风震反应的抗震动力试验，也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。

结构动力特性试验的方法主要有人工激振法和环境随机振动法。人工激报法又可分为自由振动法和强迫振动法。

人工激振法是一种早期使用的方法，试验得到的资料数据直观简单，容易处理；环境随机振动法是一种建立在计算机技术发展基础上采用数理统计处理数据的新方法，由于它是利用环境脉动的随机激振，不需要激振设备，对于现场测试特别有利。以上任何一种方法都能测得结构的各种自振特性参数，由于计算机技术的发展和数据分析专用仪器的普及使用，为各种方法所测得的资料数据提供了快速有效的处理分析条件。

㈥ 基础的自振频率如何计算

K11=3000*18

△st=W/K11=2350/（3000*18）=0.0435

竖向自振频率w=√（g/△st）=√(9.8/0.0435)=15/s

㈦ 如何在midas中计算结构的自振频率

在midas中计算结构的自振频率应该是wn=(n*pi)^2*SQRT(EI/mL^4)。

其中：pi就是圆周率，SQRT是开方，EI是梁的弯曲刚度，m是线密度，L是梁的长度。则其基频为w1=pi^2*SQRT(EI/mL^4)。

midas在处理线性单元的时候，分析前与分析后组合都是可以的。但对于非线性单元，必须在分析前定义荷载组合进行分析，然后在结果里面查看。

(7)结构自振测量方法扩展阅读：

影响结构体系自振频率的因素有体系的质量以及刚度，其次还有边界条件，本质讲将边界条件其实是包含在结构刚度中的，边界约束越强，结构就会越刚，这样计算出来的自振频率就会越大。而如果将体系的质量增加或减小的话，自振频率也会相应减小或增大。

当计算到大的频率的时候，结果就和真实值有所差距。因此，高阶频率推荐用瑞利-里兹法，而低阶频率用子空间和兰索斯法都可以。

㈧ 振动测试

用共振法测量，
一个电磁铁，接上频率可调的电流，然后在电磁铁上方2mm处加一个铁悬臂梁，自有端靠近电磁铁，将零件和此悬臂梁支座接触，然后调节输入电流的频率，直至振幅达到最大，此时电流的频率即为零件的固有频率（自振频率）

㈨ 振动频率的测量方法有哪些

振动频率是指机械部件振荡的速率，振动频率越高，振荡越快。振动频率可以通过数振动部件在每秒中的振荡循环数来确定其频率。对振动频率的测量方法，主要是用比较法和直接读数法两种。
(一)比较法
比较法测量振动频率就是用同类的已知量频率与被测的未知量频率进行比较，从而确定被测频率的大小。常用的方法有以下几种：
1、李萨育图形法
李萨育图形法测量振动频率的原理是把已知频率的电信号和被测振动通过机电转换装置(测振传感器)转换的未知频率的电信号输出，经过放大器输入到示波器的z轴，示波器的Y轴接信号发生器的已知频率信号，这时在示波器荧光屏上就会出现一个图形，这就是李萨育图形。如果被测振动频率与信号发生器的频率不相同时，图形就会变化不定。如果调整信号发生器的频率使其与被测振动频率成整数倍时，示波器上就会出现稳定的图形，然后再根据图形的形状来确定未知振动的频率值。
用李萨育图形法测频率，其测量精度取决于信号发生器频率指示精度以及图形稳定性程度。因此，用这种方法测量振动频率要求示波器和振荡器的工作频率范围要大于被测振动频率范围，在测量中要注意把图形调稳定后再读数。
2、录波比较法
录波比较法是通过传感器将被测机械振动转换成电信号，经过适当的放大后接到记录仪器上，在刻有标准时标和幅度大小的记录纸上，把振动的波形记录下来，然后以一定时标内记录的波形数来确定振动频率。这种方法在工程测量中较为常见。
3、闪光测频法
闪光测频法是用闪光仪来测量频率。闪光仪主要由一个频率可调的电脉冲发生器和一闪光灯组成。脉冲电流使灯泡按已知频率闪光来照亮振动物体，如果闪光频率正好和物体的振动频率一样时，当物体每次被照亮，振动物体正好振动到同一位置，看起来就好像物体不振动了，这时从闪光仪上读出的闪光频率就是振动物体的振动频率。
(二)直接读数法
用直接读数法测定物体振动频率一般有两种方法：一种是用指针式的频率表；另一种是用数字式的频率计。这两种方法的共同特点是把被测的机械信号转换为电信号，然后再经过放大指示出来。随着晶体管和集成电路器件的不断发展，目前多数采用数字式频率计来测量频率。这种方法具有测量精度高、稳定性能好等优点。在使用数字频率计测量频率时应注意阻抗匹配，应保证传感器的输出信号一定要大于数字式频率计的触发信号。如果传感器的输出信号太小，则应在传感器与频率计之间加一放大器，信号通过放大器放大后再送入数字式频率计，否则频率计就不能正常工作，即使有指示也不准确。除此之外，还要注意当振动波形失真太大时，要滤波后再调频。
在机械设备中，每一个运动着的零部件都有其特定的固有频率和振动频率，我们可以通过分析设备的频率特征来判断设备的工作状态。若不了解设备的结构和运动零部件的振动频率，就不能确切地判断设备的故障。因此，设备振动频率的计算和特征频率的检测，是故障诊断工作的重要环节。

㈩ 如何测试出物体共振频率

参考:
E-meterII
共振频率测定仪
E-Meter-II
可通过三种振动模式来测量共振频率
纵向、横向、扭转
工作原理
通过撞击待测物，用加速计传感来测定物体振动的基本共振频率，得到的频谱可存储和显示在仪表
上。
用振动去应力的方法，仪器从低频到高频连续改变频率进行振动，监测工件的加速度和振幅进行监测，当其振幅达到最大的时候，就是工件发生共振的时候，这时的仪器驱动频率就是工件的自振频率。