某居民樓模態(tài)測試分析
引言
隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展， 軌道交通已成為我國大中型城市快速發(fā)展的一個領(lǐng)域。它具有快速,、方便,、高效、低消耗等諸多的優(yōu)點(diǎn),，是大中型城市交通集約發(fā)展的一個方向[1],。地鐵是位于地下的大型軌道交通工程，它在隧道內(nèi)引起的振動傳播距離遠(yuǎn),，影響范圍廣,，因而地鐵在給人們生活帶來便捷的同時，對臨近建筑物,，特別是對居民樓的振動可能會是影響居民正常生活的關(guān)鍵問題,，因此，在不能更改路線的前提下,，橫穿居民樓,，必須采取有效的減振措施，防止因軌道橫穿帶來的振動和噪聲影響,。
模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動力特性的一種近代方法,，是結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計、減振降噪,、振動控制的基礎(chǔ),。模態(tài)參數(shù)是決定結(jié)構(gòu)動力特性的主要參數(shù)，傳統(tǒng)的試驗?zāi)B(tài)分析是基于頻響函數(shù)的測量展開的,，但是,，在許多實際工程中，激勵的施加是困難的或人工激勵代價高昂或?qū)Y(jié)構(gòu)具有破壞性,，這時,，可以通過環(huán)境模態(tài)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別。環(huán)境激勵下的模態(tài)參數(shù)識別與傳統(tǒng)分析方法相比,，具有無需實施人工激勵,、節(jié)省測試時間和費(fèi)用、安全性好等優(yōu)點(diǎn)[2],。
本文應(yīng)用環(huán)境模態(tài)測試技術(shù),，對一棟地鐵軌道要橫穿其下高層居民樓進(jìn)行了水平方向的模態(tài)測試,，獲得了該樓的模態(tài)參數(shù)。試驗設(shè)備
1）DASP V10專業(yè)版數(shù)據(jù)采集與信號處理軟件
2）DASP 模態(tài)分析軟件
3）INV3020C型24位智能信號采集處理分析儀
4）891-2型速度傳感器
5）941B型速度傳感器
試驗儀器實物照片 模態(tài)測試
3.1,、試驗概述
該樓為17層高的居民樓（不包括1層地下室）,，竣工時間為2004年，每層共4戶,，共用一條走廊和一個電梯間,，樓層截面戶型如圖3所示。該居民樓為17層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),，采用900厚筏板基礎(chǔ),，基礎(chǔ)埋深約為地表下4米。規(guī)劃的地鐵軌道垂直下穿此建筑物,，豎向凈距約為16.5米,。對于樓房結(jié)構(gòu)，其垂直向的模態(tài)振型表現(xiàn)為樓層間的伸縮,，意義不大,，樓房類似于直立的懸臂結(jié)構(gòu)，而懸臂結(jié)構(gòu)考慮橫向,，一般不考慮軸向,，因此在這只考慮測量模態(tài)垂直向的固有頻率，不作垂直方向的模態(tài)測試,。那么,，此次模態(tài)測試只考慮樓房兩個水平方向的彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)。3.2,、測點(diǎn)分布
略
3.3,、模態(tài)分析
通過時域法模態(tài)分析可以確定結(jié)構(gòu)的前7階模態(tài)，包括x,，y方向的彎曲模態(tài)和扭轉(zhuǎn)模態(tài),。最終的分析得出的結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率、阻尼和振型,。模態(tài)振型三視圖,，如圖如示。第一階振型圖
第二階振型圖
第三階振型圖
第四階振型圖
第五階振型圖
第六階振型圖
第七階振型圖
結(jié)論
本文利用天然脈動對居民樓進(jìn)行了環(huán)境模態(tài)測試,，在20Hz以下取得了很好的效果,，這也說明了在此居民樓中，天然脈動的能量主要位于低頻段,。