自振频率脉动法测试
3结构动载试验
3.4.4 结构疲劳试验
一、疲劳试验的目的和内容
疲劳试验机由控制系统（脉动负荷的上下限、脉动频率和 疲劳次数的设定与控制）、液压脉动器（产生正弦脉动油 压）和液压脉动加载器（施加脉动负荷）三部分组成。目 前国内一般情况下只能做单向（拉或压）应力疲劳试验， 如附有蓄力器系统，还可以进行拉压交变应力的疲劳试验。
结构疲劳试验机
结构疲劳试验机脉动器原理
炸药量和离距爆心的距离：按要求模拟的地震烈 度，考虑实际场地条件的特点，由要求的地面质 点运动的最大速度，确定炸药量和爆心至试验结 构的距离。一般来说，要使人工爆炸接近于天然 地震波，要求炸药量大，试验对象离爆心距离远。
3、人激振加载
利用人在结构物上的有规律的活动，即人的身体 作与结构自振周期同步的前后运动，使其产生足 够大的惯性力，对结构激振加载。适合于自振频 率比较低的大型结构。例如：利用这种方法曾在 一座15层的钢筋混凝土建筑上取得了振动记录。
两个频率相差两倍的简谐 振源引起的合成振动图形
三个简谐振源引起的复杂 的合成振动波形
拍振：当两个频率接近的简谐 振源共同作用时，将会引起拍振
随机振动波形
2、频率分析：根据结构强迫振动的频率和作用力的 频率相同的原则来确定主振源。对于简谐振动可以 直接在振动记录图上量出振动频率，而对于复杂的 合成振动则需将振动信号进行频谱分析（FFT变 换），幅值最大的频率就是主振源的频率。
地 震 模 拟 振 动 台 组 成
三向地震模拟振动台
五、其他加载方法
1、反冲激振器加载（火箭激振） 它适用于现场结构试验，但小冲量的也可用于实验室。目
前使用的反冲激振器的反冲力为 0.1～0.8 kN 和1～8kN。
2、人工爆炸加载--人工地震
城市某人行天桥竖向自振频率测试与分析
人 行 地 道 技 术 规 范》
（CJJ 69-1995）、
《城市桥梁检测与评定技术规范》
（CJJ/
T 233-2015）等规范均规定了人行天桥
竖 向 振 动 基 频 的 最 低 限 值（不 小 于
3Hz）。另外桥梁自振频率的变化不仅
能定性反映结构损伤情况，还能定性反
映恒载变化、结构整体性能和受力体系
刚度变化，应符合以下规定：
①在桥梁结构体系和恒载不变的情
3.3 测试截面与测点布置
自振频率的测试截面需根据桥跨结
图7
环境随机振动时域信号
况下，宜采用既往实测自振频率的初次
构的振型特征和所需测试阶数来确定，
值作为基准频率值，当实测自振频率小
对于该简支钢桁架结构，拾振传感器测
于基准频率值的 90% 时，因分析结构刚
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.08.100
0.25m（下弦杆）。主桥每端设置 4 根直
1
交通工程研究与应用
安徽建筑
余志刚（1979-），男，安徽池州人，2003年本科
径为 60cm 的钢管混凝土桥墩，桥墩上
引言
设置钢盖梁，钢管混凝土桥墩与钢盖梁
随着城市交通功能的不断完善，为
激振法、人群跑动激振法。
要足够的人群重量。人群跳动的位置可
2
环境随机激振法：是在桥面无任何
按所测结构的振型来确定。
工程概况
交通荷载以及桥梁附近无规则振源的情
人群跑动激振法：人群以不同的步
该人行天桥主桥平面呈“一”形，采
况下，测定桥跨结构，由于桥址处风荷
速进行跑动，可以检验天桥结构在动力
载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起
钢框架动力特性实验报告
钢框架模型动力特性试验报告前言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、振型、阻尼系数等一些基本参数。
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，它反应了体系的固有特性。
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，在研究建筑结构的抗震、抗风或抵御其他动力荷载的性能时，都必须要进行结构动力特性试验，了解结构的自振特性。
由于它可在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常在现场进行结构的实物试验，主要分为人工激振法和环境随机振动法。
建筑物周围大地环境引起结构物振动的地脉动和风称为环境激振。
自然地脉动是由海浪、风、交通、机械等自然和人为活动所引起，其位移幅值从千分之几微米到几微米，频带从0.1Hz 到100Hz。
通过拾振器测得建筑物脉动反应后，对随机的脉动信号进行数据处理，可得到结构的基频率或较低几阶的频率。
可推导出脉动的功率谱峰值，这些峰值对应的频率即为结构的自振频率，而根据计算软件的精度不同，能得出较为精确的前几阶频率的数目也不同。
一．试验目的1. 了解脉动测试法的基本原理，掌握用脉动法测试结构的固有频率、阻尼及振型的方法；2. 熟悉常用结构动力特性测试系统的组成和相关仪器的使用方法；3. 熟悉建（构）筑物动力特性现场实测的基本方法和一些应该注意的问题；二．工程概况1. 结构如图1所示：试验结构为一个7层多自由度钢框架，平面内框架尺寸为400mm×105mm，模型板超出框架柱范围，尺寸为500mm×300mm×15mm，每层层高为300mm，每层各有八块95mm×90mm×10mm的铁质的配重。
结构材料为Q235钢，节点处通过连接板和螺栓进行连接，4个框架柱为 8的Q235钢。
图1 模型简图三．测试仪器2. 仪器（1）加速度传感器本次试验使用丹麦产4381V型加速度传感器。
结构脉动测试在评测超高层建筑中的应用
７ ・ ４
第３ ６卷 第 ３期 ２０ １０年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＥＣＴＵＲＩ ， ｒ
Ｖ０Ｉ３ ． ． ６ Ｎｏ ３
Ｊｎ ２ １ ａ ． ００
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ ０ —０ ４０ １０ ．８ ５ ２ １ ｝３０ ７ —２
２ １ １
１
∞踯∞∞
行 Ｈ （ ａｔ ｏｒ ｒ ｒｎｆｒ 变换 为频谱 。对于特定 振型两点 Ｆｓ Ｆ ｕ ｅ ａ ｓ ｍ） ｉ Ｔ ｏ 间相位差的信息 ， 可通过互相关 函数 Ｒ（ ） ｒ 来确定 ： 首先对两 点所 采集波形在该特定振 型所 在频率处进 行窄带滤波 ， 其后计算 二者 的互相关 函数 Ｒ（ ） ｒ 。当互相关 函数 Ｒ（ ） ０ ＞０时 ， 表示 两测点 同
小 的地 方 。扭 转 振 动 拾取 则 要 将 传感 器 布 置 于 结 构 的 尽 端 扭 转 反
时 间 ／ ｓ
图 ２ 动 测 典 型 时 域 波 形
纵 轴 单 位 ：０ － 采 样 频 率 ：０Ｈ １Ｅ４ ３ ｚ 频率 阻尼比／ ％
Ｏ６ ．２ １ ０ ．８ １９ ． ９ ２６ ．４ ２． ９ ９ ３． １ ３ ３０ ７ １ Ｏ ７ １． ８４ ８０ ．２ ２． ６ １ ２ ． ８ ４３
中 图分 类 号 ： ３ ７ ＴＵ １ 文献标识码 ： Ａ
结构脉动测试是一 种采用 高灵 敏度抬 振器拾 取结 构在外 界 激励下 的动力 响应 ， 而对结构健康 现状做 出相关 判断 的测试方 从
法 。该 方法普遍应 用于 高层 、 高层复 杂结构 、 超 大跨空 间结构 以 及桥梁工程 的健康检 测。结构 脉动测Ｆ 转变为频谱如 图 ３所示 。幅值 谱如 图 ４所示 。通 过对 Ｉ 各层频谱峰值点的对 比分 析 ， 以得 出房屋的 固有频率 。房 屋固 可
上海国际设计中心脉动测试研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ，ａ ｍｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｅ ｉｏ ｒ ｄ，ｄ ａ ｍｐ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ
前 尚没 有该 结构 动 力 特性 实 测 研 究 ， 因此 对上 海
１ 引 言
近年 来 ， 结 构 有 限元 分 析软件 蓬 勃发展 ， 对 结 构 的分析 也越 来 越 精 细 ， 对 实 际结 构 的模 拟 也 越 来越 真实 ， 但是 有 限元 模 拟 是 基 于假 定 条 件 的结 构理 想化 模型 计 算 方法 ， 其 计算 结 果 的准 确 性 最 终也 需要 建成 后结 构 的实 际特性 来验 证 。
（ 同济大学结构工程 与防灾研究所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘 要 对不 等 高双塔 连体 建筑 上 海 国际设 计 中心进 行 了结 构 自振频 率 和 阻尼 比的脉 动 法现场 实测 ，
并对 实测 结果运 用 Ｓ Ｖ Ｓ Ａ ２ ． ０软 件进 行数 据 处理分 析 ， 最后将 分析 结 果与设 计 软件 分析 结 果和 振 动 台模 型试验 结果进行 对 比 。研 究发 现 主塔楼 和 副塔楼 在 长轴 方 向 能够 较好 地 共 同工作 ， 而在短 轴 方 向协 同
振动 台模 型试 验 也 是 如 此 ， 试 验 设 备 越 来 越 先进 ， 试验 理论 也在 不 断发 展 ， 而 验证 这些 理论 的
桥梁振动的激振方法
桥梁振动的激振方法作者：欧光信来源：《商情》2013年第09期在进行桥梁动载实验时，首先应设法使桥梁结构产生一定的振动，然后应用各类测振仪器加以拾振和记录，所记录的振动图形通常都是结构振动系统的振动量与时间的关系曲线，即某一振动物理量的时间里程曲线。
由此可分析得到结构的动力特性及影响。
激起桥梁振动的方法很多，应根据桥梁的类型和结构刚度进行选择，以简单易行、便于实验检测为原则。
一、自振法自振法的特点是使桥梁产生有阻尼的自由衰减振动，记录到的振动图形则为桥梁的衰减振动曲线。
为使桥梁自由振动，一般常用突加荷载和突卸荷载两种方法。
1.突加荷载法（力激振法或冲击法）在被测结构上急速地施加一个冲击作用力，由于施加冲击作用的时间短促，因此，施加于结构的作用实际上是一个冲击脉冲作用。
由振动理论可知，冲击脉冲的动能传递到结构振动系统的时间，要小于振动系统的自振周期，并且冲击脉冲一般都包含了从零到无限大的所有频率的能量，它的频谱是连续谱。
只有被测结构的固有频率与冲击脉冲之间相同或很近时，冲击脉冲的频率分量才对结构起作用，从而激起结构以固有频率作自由振动。
运用这个道理并根据不同的结构类型可采用下述几种冲击法。
对于中、小型桥梁结构，可采用枕木垂直冲击桥面，激起桥梁作竖直方向的自由振动。
如果水平方向冲击桥面缘石，则可激起横向振动。
对于混凝土桩，可用枕木或重锤在水平方向冲击桩头，激起桩作水平方向的自由振动。
在实践中，常利用实验车辆在桥面上驶越三角垫木，利用车轮的突然下落对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的横向振动。
但此时所测得的结构固有频率包括了实验车辆这一附加质量的影响。
近年来，在桥梁的动载实验中，还采用了爆炸和发射小型火箭产生脉冲荷载等办法来激起结构的振动。
采用突加荷载法时，应注意冲击荷载的大小及其作用位置，如果要激起结果的整体振动，则必须在桥梁的主要受力构件上施加足够的冲击力。
冲击荷载的位置可按所要结构的振型来确定，如为了获得简支桥梁的第一振型，则冲击荷载应作用于跨中部位，测第二振型时冲击荷载应加于跨度的四分之一处。
简支变连续梁桥的自振频率特性
简支变连续梁桥的自振频率特性郄兵辉【摘要】梁体自重由简支体系承担,二期恒载和汽车等荷载由连续体系承担是简支变连续梁桥的静力特性.质量分布与内力分布的不一致导致了其频率求解的困难.通过改变现浇段材料的弹性模量实现了对简支变连续梁桥静力特性的模拟,在静力特性一致的基础上,用空间有限元模型讨论了简支变连续梁桥的自振频率特性,并与结构形式相同的连续梁桥和简支梁桥进行对比分析.研究表明:在相同振型条件下,简支变连续梁桥的频率要低于相应的连续梁桥,高于简支梁桥.研究成果为该桥型抗震性能等动力响应的研究具有重要意义.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P47-49,58)【关键词】简支变连续梁桥;动力特性;静力等效;自振频率;模态;实桥试验【作者】郄兵辉【作者单位】河北交通投资集团公司,河北石家庄 050091【正文语种】中文【中图分类】U448.2150 引言改革开放以来我国高速公路建设[1]得到迅速发展，其中桥梁数量也随之增多，简支变连续梁桥[2-4]综合了简支梁桥和连续梁桥的优点，主梁预制架设阶段属于静定简支体系，浇筑中间湿接缝并张拉负弯矩预应力筋后变成超静定连续体系。
该桥型施工工艺[5]不仅保留了简支梁桥的施工便捷性，利于标准化生产；同时也保证了使用阶段的行车平顺性，因此得到了广泛的应用。
但针对该桥型的研究大都局限于施工方法和静力性能方面[6]，在动力特性方面的研究却乏善可陈。
动力特性是桥梁抗震等动力响应分析的基础要素，而湿接缝段是简支变连续的薄弱环节[7-9]，其对该桥型动力特性的影响很大。
由于简支变连续梁桥在恒载作用下的弯矩与连续梁桥差异较大[10]，特别是负弯矩要远小于相同截面特性的连续梁桥，这就导致了简支变连续梁桥的质量分布与内力分布的不一致。
理论上，简支变连续梁桥的自振频率除了与单位长度质量、截面抗弯惯矩、跨径等参数有关外，还应与负弯矩预应力筋形成的主梁纵向连接强度密切相关。
砌体建筑结构动力特性测试分析
砌体建筑结构动力特性测试分析摘要：砌体建筑结构，分析传统砖结构的动态特性，容易受到外界环境的干扰，砖结构的完整性缺失，导致动态特性分析，精度低，所以建筑结构的动态属性是确定结构监测，地震检测和可靠性的重要参数。
然而，简化结构计算模型和计算方法导致理论计算值与结构动态特性的实际值之间存在一定误差。
高效模块化和测量方法数字化的好处是更好地确定建筑结构的实际状态，测量和分析两个石材结构的频率和模态形状为结构，并且使安全评估提供了科学依据。
关键词：砌体结构；动力特性；测试分析近年来，建筑结构的健康监测和地震识别受到更多关注。
此外，在中国建立可靠性测试和验证通常基于大规模研究，使各个组件的材料属性记录在现场，根据相关规格和设计图评估参数。
该测试是一个局部组件，不能反映结构的整体质量，或者只是建筑结构的一部分，很容易忽视建筑结构中的一些质量缺陷，而动力特性将非常有效地测量模块的数字结构的动态特性可以避免上述错误，并更好地理解建筑物结构的实际行为。
目前，中国现有建筑中的砖块占很大比例，但动态特性的研究低于其他类型的建筑。
1 地震作用下砌体建筑砌体结构的动力特性分析1.1 获取砌体结构自振频率将建筑物与其他小信号的描述进行比较，对下层建筑物的实验信号振动的环境振动的相同点和不同点进行解释，他们的主要区别在于难以确定输入功率。
砌体建筑物中的真石结构非常大，难以对输入施加足够的可控性的振动，因此当环境被激发时，表面的功率和风脉动可以同时被视为输入，因此确定输入信号很困难。
根据上述性质，结构的固有频率由建筑物的砌体结构的反应的磁能谱确定，结构响应的固有功率谱受测量噪声和激发光谱的影响，峰值是不安全的模态频率。
基于以下原则：（1）结构描述不同的测量点位于与功率谱的峰值相同的频率。
（2）固有振动频率下不同测量点之间的相关函数不能过大，通常为1；（3）其他测量点在独特的频率位置具有相同的相位或反相特性。
结构振动模式可以用随机振动理论来判断，我们在这里以n个自由度应用n自由度系统和固定自由度。
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自振频率脉动法测试
测量桥梁自振频率有多种方法：首先是外力激振法：可以用大号力锤多点激励，这种方法对于特大型桥梁不太好用，主要是激励能力太小，无法测得桥梁的响应信号，但是对于中小型钢结构桥梁还是不错的，这种方法对后续测量仪器的要求较低，信噪比较好。
第二种就是脉动法，地脉动是一种很小的振动信号，来源于地壳内部微小振动、地面车辆振动以及风引起的振动等。
通过高精度的传感器和数采系统测量，测量结构对地脉动信号的响应，可以得到结构的动力特性。
这种方法的优点是不需要任何激振设备，对大型结构的动力特性测试有效而简单，但是后期分析需要有一定经验。
其实脉动法的本质是一个宽频带的激振源对结构进行激振，当某个频率与结构的固有频率接近时，引发结构的共振。
也就是通过结构这一系统对激振源中与结构固有频率接近的频率进行放大处理，从而得到了结构的自振频率。
简单说，脉动法就是你做试验不需要准备加载车辆，只需要在桥面上粘上传感器就可以侧振型、自振频率、阻尼比。