相似律在动力基础试验中的应用

1、相似律在动力基础试验中的应华南理工大学 广州 摘 要: 通过对动力基础试验中, 如何根据相似律建立适当的模型进行了: 相似律 动力基础 模型试, 研究表明, 通过模型试 相似律在动力基础试验中的应华南理工大学 广州 摘 要: 通过对动力基础试验中, 如何根据相似律建立适当的模型进行了: 相似律 动力基础 模型试, 研究表明, 通过模型试 Abstract : How to establish aproperonthebasisofthesimilitudelaw ina dynamic thedynamicresponseofadynamicfoundationcan bewellsimula

2、tedbyaKeywords : similitude law dynamic foundation an = A1 A qq实际工程的研究和设计中结构的模型往往具有很重要的作用在预计复杂结构受风等作用或者在它们的组合作用下的反应时用缩小比例的模型做试验常常是一种可行的方法。反应时的可靠度很大程度上取决于模型再现原型性能的能力它影响了模型试验要预计的数量或参数。为了使模型试验结果能定量地应用于估计原型就要求将模型试验失真的影响减到最小即建立相似的模型。量纲分析可用于改进相似要求的研究。按照相似要求模型的几何条件彼此相关这样, 原型的特性就可用模型特性的函数来表示。A(122 如果将a1, a2

3、, , ak 的测分别改变为 a1ak1 , an 的数值相应改变为系统中物理量 a! 1 2 k 1 2 k an 在新的测量中式( 1可以写成 1 2 mk k定理及相似任何一个物理现象最终都可以表示为各独立物理量之间的函数关系, 其数学表达式为:=1 2 k f (1,2 n= f (1 1k ,p1 1 2 k ak+1,1 2 k ana = f ( a1, a2, , ak, ak+1, , an(12 k是任取的为了简化式3a2, , an 为独立的物理量,其中每个物a1量可以是变量也可以是常数a是待定的物理量。a1, a2, , an 中的前k( k n) 个为有基本量纲的物理

4、量, 设它们的量纲为a1 = A1, a2 = A2, , ak = 其余物理aak1ak2 , an 的量纲则可以用基本量的量纲来表示出来: 这样式3k 个物理量变1其余物理量变a = A11 A22 A3 Akk作者男9673 月出生 博ak+1 = A11 A22A收稿日期 2004 k 工业建行对比制作了二个大小不一的模型 。 11 2k ak+ 1 1 2 1k n- 11 k这样式3) 可以写成行对比制作了二个大小不一的模型 。 11 2k ak+ 1 1 2 1k n- 11 k这样式3) 可以写成=f(1,1, ,1, ,n-k(通过量纲变换可将物a a1a2 , akak+

5、1, an 全部转化为无量纲量: 1 图压缩机基 几何相为保证模型与实型在几何上相似将模型各向按比例缩小1015倍下面分别称为大模型和小模型。材料相的材料使其阻尼弹簧系数接近地基土从而模拟地基。力学相缩10 倍, 相似准数:= LBH = 1即模型是实型缩1000倍所以实型的水平485kN, 转换为模型的水平扰力应为: =f2, ( 改变基本物理量的n+ , 就可n+ 1 个量纲量k 个无量纲量之间的关示出来而且它们的函数形式是相同的这就是 定理。在两个物理规律相同的系统中如果相i相等, 那么含有因变量的 也相等, 这时称这两个在第一个系统中, 描述各物理量之间的关系为a = f ( a1,

6、a2, , an (在第二个系统中, 描述各物理量之间的关系为 式6及式7) 的函数是完全相同的。 =f(1,2, ,n-k (同理小模型的相似准数= LBH = 3(其水平扰力应为 这样模型试验所得的基频和振幅与实型应该是相同的。1 为在水平扰力作用下, 模型及实型的实测数据振幅较为接近且大模型的动力响应更接近实型:1 模型及实型的实测数 , n- k 列关系:a11 a2 ka= (! a1 akk由于在相似准数相等的条件下因变数之间存在着直接的换算关系, 因此, 可以用模型模拟实型来 扰频时的振幅模型类相似律在动力基础模型试验中的应某大型高压氢压缩机, 基础为大块台阶形, 基台 实 型小

7、模大模高15m, 基底埋入2m其尺寸如1所示平扰PH= 4855kN, 机器扰力作用点距基础得到与实型较接近的动力响应。42 页148m, 基础200kN。从经济合理的考虑, 择了模型试验来研究该机器基础动力响应; 为了相似律在动力基础试验中的应用 了试验的要求试验的结果是值得信赖的。通过试验, 可以得到以下结论:保护层厚度对构件的耐火极限有明显的影响。保护层厚度越大, 其耐火极限越长。板中挠度变形并不是在炉温最高的时候达到, 而是在降温的过程中达到。从火灾试验开始到板的恢复结束, 板中的预过程中达到。混凝土板在火灾作用下了试验的要求试验的结果是值得信赖的。通过试验, 可以得到以下结论:保护层

8、厚度对构件的耐火极限有明显的影响。保护层厚度越大, 其耐火极限越长。板中挠度变形并不是在炉温最高的时候达到, 而是在降温的过程中达到。从火灾试验开始到板的恢复结束, 板中的预过程中达到。混凝土板在火灾作用下, 板内存在非线性的火面梯度比较大。参考文L e TT, Wooller on J L Fre Ressance o Ren orced Concres Tes Resuls Na onal Research Councl o Canada, InRe or , 988(Ah Book Ng M Saeed Mrza, Le TT Response o Drec s 2 87( 3) 3 3

9、 323L e TT, L n TD In bjeced o Fre ACI S rucural 3o Resran on Fre Per or ance o Fre Saey ScenceProceedng o 990 Renorced Concree sFrs In erna onal Sy osu Gusa erro A H, Selvaggo S L Fre Endurance o S plySup orPresre sed ConcreeSlabs Journal o hePCI, 986, 2( 35) 59 45Khan M R, Royles Hea Ex ure Behavo

10、ur o Re nConcreeBea s Magazne o Concree Research, 986,38( 35) 程 超, 高温钢筋混凝土和预应力混凝土简支板的承载能力和耐火极限的研究 首届结构工程学术会议论, 990 5967程程超董 琪 高温后钢筋混凝土梁刚度的计算 首届结构990 东, 过镇海 高温下钢筋混凝土简力性能的试验a 0;b 5; c 5# 0 n; 30 n; 8 70 n; % 90 究首届结构工程学术会集, 990 368 9过镇海高温下混凝土性能的试验研究概图温度场分土木工程系, 钢筋混凝同济大学, 结 本试验4 块构件进行试验, 试验考0火反应的研究 博东 高温下钢筋混凝土杆系结构试验研究和非线性有限: 保护层厚度和预应力度。试验炉在分析 博, 升温的条件下ISO 火灾升温