Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)自振特性研究Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)自振特性研究摘要：Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)是一種常用的大跨度鋼結(jié)構(gòu)，對其自由振動特性的研究對于工程設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義。本文結(jié)合實(shí)例分析了Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的自振特性，綜合考慮了結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、幾何尺寸、材料彈性模量等因素對結(jié)構(gòu)振動特性的影響，并提出了設(shè)計建議。關(guān)鍵詞：Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)、自振特性、結(jié)構(gòu)參數(shù)。1、簡介Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)中常用的一種形式，具有大跨度、高剛度、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于體育場館、展覽館、火車站、碼頭等場所的設(shè)計中。結(jié)構(gòu)的自由振動特性是影響結(jié)構(gòu)性能的重要因素，對于工程設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義。2、Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括以下幾個方面：（1）由多個等跨度的鋼桁架組成，鋼桁架之間通過吊桿或鋼纜相互連接。（2）結(jié)構(gòu)朝向一般為長軸方向，通常采用截面尺寸相同的鋼管作為桁架桿件。（3）Kiewitt型鋼結(jié)構(gòu)屬于大跨度空間結(jié)構(gòu)，一般采用剛度大、重量輕的組合鋼材質(zhì)量較輕，強(qiáng)度較高，剛度較大，適于大跨度結(jié)構(gòu)使用。（4）Kiewitt型鋼結(jié)構(gòu)的形式豐富，采用不同的姿態(tài)和長度的鋼桁架，可以構(gòu)成多種形態(tài)的自由屋蓋，從而實(shí)現(xiàn)對建筑功能方面的需求。如上海地鐵1號線大場站就采用了Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)。3、Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的自振特性分析Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的自振特性是指結(jié)構(gòu)在沒有外力作用下由自身振動引起的共振現(xiàn)象，其振動特性主要包括振幅、頻率、振動類型等。3.1結(jié)構(gòu)類型對自振特性的影響不同類型的結(jié)構(gòu)對自振特性的影響不同。鋼結(jié)構(gòu)為剛性結(jié)構(gòu)，其自振頻率一般較高。而在結(jié)構(gòu)振動頻率與外界激勵頻率接近時，容易發(fā)生共振現(xiàn)象。在實(shí)際設(shè)計中，為了減小自振頻率，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，可以采用以下措施：（1）增大結(jié)構(gòu)自重和結(jié)構(gòu)剛度。（2）增加鋼結(jié)構(gòu)桁架截面積的大小。（3）采用一些干擾劑和維護(hù)措施來減小結(jié)構(gòu)共振時的干擾。3.2幾何尺寸對自振特性的影響鋼結(jié)構(gòu)的自振頻率與結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān)，其中關(guān)鍵的因素是桁架的幾何尺寸和跨度。最通用的模型是假設(shè)桁架質(zhì)量分布是均勻的，并由等跨度的桁架所構(gòu)成的連續(xù)梁。在實(shí)際設(shè)計中，桁架截面尺寸的大小對自振特性有很大影響，當(dāng)截面積越大時，振動頻率越低，自振特性越不容易產(chǎn)生共振。3.3材料彈性模量對自振特性的影響在所述的Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)中，彈性模量對結(jié)構(gòu)的自振特性有著很大的影響。較高的彈性模量會使得結(jié)構(gòu)剛度增加，自振頻率降低，從而提高抗震性能和穩(wěn)定性。4、Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)自振特性的設(shè)計建議在Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，為了保證結(jié)構(gòu)的自振特性，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、幾何尺寸、材料彈性模量等因素，同時還需要采取以下的措施：（1）選用鋼材彈性模量較高的鋼材構(gòu)造桁架。（2）增大各桁架的截面積，提高各桁架的剛度和穩(wěn)定性。（3）桁架的跨度增加時應(yīng)適當(dāng)增大單元的截面積。（4）采用一些隔音措施，減少結(jié)構(gòu)自振時的干擾和噪聲。5、結(jié)論Kiewitt型弦支穹頂結(jié)構(gòu)是常見于建筑工程的結(jié)構(gòu)形式，對于其自振特性的研究具有重要意義。根據(jù)研究結(jié)