西安城墻是我國重點文物保護單位,隨著社會的發(fā)展,環(huán)境對古建筑的影響也越來越大,環(huán)境振動影響下古建筑的健康監(jiān)測已經成為了研究的重點問題。為了更好的保護城墻,了解交通振動對古建筑的影響狀況,本文以西安安遠門甕城處城墻為研究對象,在對其進行現(xiàn)場動力測試的基礎上,分析了環(huán)境振動影響下古城墻的動力響應,并運用多種模態(tài)分析方法進行結構的模態(tài)參數(shù)識別,研究了不同工況作用對城墻的影響,主要研究內容及得到的結論如下:(1)詳細介紹了模態(tài)參數(shù)分析原理,推導了峰值法(PP)、特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ERA)、隨機子空間法(SSI)三種模態(tài)參數(shù)識別方法,并比較了各自的優(yōu)缺點,其中峰值法計算速度快,特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法和隨機子空間法計算精度高。(2)對安遠門城墻進行現(xiàn)場環(huán)境激勵試驗,在此基礎上通過時域和頻域分析,得到了高峰期和非高峰期車輛作用下城墻各區(qū)域的振動響應規(guī)律,并結合規(guī)范限值對其安全性進行了評估,結果表明,高峰期作用下城墻的最大振動速度響應接近規(guī)范限值,應加強監(jiān)測與保護。(3)采用峰值法(PP)、特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ERA)、隨機子空間法(SSI)三種方法對城墻各區(qū)域不同工況下的模態(tài)參數(shù)進行識別,并將高峰期和非高峰...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 背景和意義
    1.2 模態(tài)分析綜述
    1.3 環(huán)境激勵下模態(tài)參數(shù)識別方法
        1.3.1 頻域識別法
        1.3.2 時域識別法
    1.4 國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 模態(tài)參數(shù)識別在古建筑中應用
        1.4.2 環(huán)境振動對城墻影響的研究
    1.5 研究中存在的問題
    1.6 本文主要工作
2 模態(tài)參數(shù)識別方法原理
    2.1 系統(tǒng)的模態(tài)分析
        2.1.1 無阻尼系統(tǒng)
        2.1.2 粘性比例阻尼系統(tǒng)
        2.1.3 一般粘性阻尼系統(tǒng)
    2.2 模態(tài)參數(shù)識別方法
        2.2.1 峰值法原理
        2.2.2 特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法原理
        2.2.3 隨機子空間法原理
    2.3 本章小結
3 交通荷載激勵下安遠門城墻的現(xiàn)場動力測試
    3.1 西安城墻概況
        3.1.1 西安城墻介紹
        3.1.2 安遠門城墻結構特點
        3.1.3 安遠門周圍交通狀況
    3.2 城墻動力試驗
        3.2.1 測試方法
        3.2.2 測量參數(shù)
        3.2.3 測量儀器
        3.2.4 測點布置
        3.2.5 采樣頻率
        3.2.6 試驗過程
    3.3 動力響應分析
        3.3.1 各區(qū)域動力響應對比
        3.3.2 不同工況下動力響應分析
    3.4 本章小結
4 城墻模態(tài)參數(shù)分析
    4.1 數(shù)據(jù)預處理
        4.1.1 重采樣
        4.1.2 去直流
        4.1.3 平滑處理
        4.1.4 去趨勢項
    4.2 模態(tài)計算
        4.2.1 高峰期模態(tài)參數(shù)估計
        4.2.2 非高峰期模態(tài)參數(shù)估計
        4.2.3 高峰期和非高峰期城墻的模態(tài)參數(shù)比較
    4.3 本章小結
5 安遠門城墻的有限元分析
    5.1 建立有限元模型
        5.1.1 城墻建模方法
        5.1.2 建立有限元模型
        5.1.3 模型校核
    5.2 模態(tài)分析
    5.3 環(huán)境振動影響下城墻的應力分析
        5.3.1 應力分布云圖
        5.3.2 應力歷程的時域與頻域分析
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
    附錄1:攻讀碩士期間發(fā)表的論文
    附錄2:碩士期間參與的科研課題
    附錄3:攻讀碩士期間獲得的獎項



本文編號：3805316