道路交通荷载激励下可园邀山阁振动响应研究

发布时间：2018-03-02 02:35

本文关键词： 道路交通振动可园邀山阁振动响应监测振动信号分析有限元模拟　出处：《华南理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：古建筑是我国历史文化遗产的重要组成部分,它不仅体现了我国劳动人民的勤劳和智慧,更体现了我国古代建筑艺术的博大精深以及建造工艺的精湛高超。虽然古建筑年代久远,但是其中蕴含的建筑艺术依然为我国的现代民族建筑艺术的发展提供了丰富的灵感源泉,为现代建筑的建造提供了参考价值。目前,我国绝大部分能够留存至今的古建筑,虽然经历了不同程度的自然侵蚀和人为损坏,但是它们的结构总体上还是稳固的。然而,随着我国经济水平和人们的生活水平不断提高,活动范围越来越广,道路交通量越来越大,繁忙交通带来的一个问题就是交通振动对周边环境的影响,这已经成为了不可忽视并且亟待解决的问题。道路交通引起周边邻近建筑物的振动,是一种长期反复的振动,在这种长期反复振动作用下,将引起邻近建筑物出现地基沉降、墙体开裂、结构损伤积累等问题。由于古建筑没有经过特别的抗震设计,自身在长期的自然环境作用下,已发生结构不同程度的损伤,伴随着交通振动作用的影响,结构损伤将会进一步积累。为了古建筑的安全和长久保护,研究道路交通振动对古建筑的振动影响非常有必要性和迫切性。可园是东莞市著名的历史文化旅游景点和国家级历史文化遗产,历经160多年,园中的邀山阁是其代表性建筑,在日渐增强的道路交通振动作用下,会引起邀山阁的结构疲劳损伤,在原有损伤的基础上,可能会导致邀山阁的寿命加速缩短甚至破坏。本文以可园邀山阁为研究对象,探讨了道路交通振动对其影响。主要开展了以下研究工作:(1)对可园邀山阁在典型时段进行了连续振动响应监测,得到了道路交通振动响应信号,即加速度时程信号和速度时程信号。基于振动信号处理方法并借助MATLAB软件对监测信号进行去直流、平滑和去趋势项三项预处理,削弱测试信号中干扰成分的影响,从而得到更加接近实际的振动信号,为对道路交通振动响应进行下一步研究做好铺垫。(2)基于随机振动理论并借助MATLAB软件,对经过预处理后的振动响应监测信号分别进行时域和频域分析。运用统计分析理论对监测振动信号进行统计分析,以置信度为95%的速度和加速度幅值的统计值作为振动评价量。基于频域分析,研究了振动响应的频率分布,绘制振动加速度的幅频曲线图。(3)运用随机减量法从监测振动信号中提取得到邀山阁的自由振动衰减响应信号,然后以得到的自由振动衰减响应信号作为外部输入激励,运用ITD法并借助MATLAB软件,对邀山阁进行模态参数识别。(4)借助大型有限元分析软件ANSYS,建立邀山阁建筑物的三维有限元模型,并进行模态分析,得到邀山阁的自振频率和相应的自振周期。再借助ANSYS软件建立邀山阁-地基土整体三维有限元模型,对其施加典型车辆随机荷载进行瞬态动力分析,得到邀山阁在不同车速下的振动响应曲线。通过对振动响应曲线进行分析,得到道路交通振动对邀山阁影响的数值分析结果,将实测的振动响应结果与有限元模拟结果进行对比分析,并依据国家标准(GB/T 50452—2008)中的评价标准,对邀山阁的交通振动响应进行了评估。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU311.3

【参考文献】