專利名稱：?jiǎn)螌涌蚣芙Y(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，特別是涉及單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
單層框架結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于廠房、橋梁、碼頭等建筑物或構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)中。這些結(jié)構(gòu)往往會(huì)受到地震、車輛運(yùn)行、船舶撞擊等動(dòng)荷載的作用。因此其動(dòng)剛度就成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)管理的一個(gè)重要參數(shù)。傳統(tǒng)的單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度都是首先將結(jié)構(gòu)高度簡(jiǎn)化后得到，與實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度相差很大。近年來研究出的單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度理論經(jīng)驗(yàn)公式，考慮到了一些實(shí)際結(jié)構(gòu)因素，提高了單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的精度，但與實(shí)際情況仍有一定的差別。本發(fā)明完全針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)，可測(cè)試出符合實(shí)際情況的單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度，進(jìn)一步可為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和安全運(yùn)營(yíng)管理提供技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明解決的技術(shù)問題為可測(cè)試出單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的實(shí)際精確值。技術(shù)方案
一種單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于由單層框架結(jié)構(gòu)、激振器、傳感器、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀組成；其中單層框架結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、第一立柱、第二立柱、頂板組成， 其中結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與頂板通過第一立柱和第二立柱固定連接。所述的激振器為力錘、機(jī)械式激振器、液壓式激振器、電動(dòng)式激振器。所述的傳感器為動(dòng)態(tài)位移傳感器、動(dòng)態(tài)速度傳感器、動(dòng)態(tài)加速度傳感器。具體說明發(fā)明包括單層框架結(jié)構(gòu)、激振器、傳感器、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀。單層框架結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)、第一號(hào)立柱、頂板、第二立柱組成。激振器對(duì)單層框架結(jié)構(gòu)施加一個(gè)沖擊力，使單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由衰減振動(dòng)。傳感器記錄單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的自由衰減振動(dòng)。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀對(duì)傳感器記錄的信號(hào)進(jìn)行放大、處理，并計(jì)算出結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中結(jié)構(gòu)的概念，是建筑物或構(gòu)筑物中起骨架作用并承受荷載的部分。所述的激振器為力錘、機(jī)械式激振器、液壓式激振器、電動(dòng)式激振器。所述的傳感器為動(dòng)態(tài)位移傳感器、動(dòng)態(tài)速度傳感器、動(dòng)態(tài)加速度傳感器。有益效果
本發(fā)明由激振器對(duì)單層框架結(jié)構(gòu)施加一個(gè)沖擊荷載，使單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)自由衰減振動(dòng)，由傳感器記錄結(jié)構(gòu)的自由衰減振動(dòng)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀對(duì)自由衰減振動(dòng)曲線進(jìn)行處理，可得結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基階頻率，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基階頻率可進(jìn)一步計(jì)算出單層框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，維修方便，并將傳統(tǒng)的測(cè)試方法和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)定量化的特點(diǎn)相結(jié)合，可定量地給出實(shí)際單層框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。測(cè)試系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于實(shí)際單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的測(cè)試。


圖1為本發(fā)明單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施方式的剖視圖。其中1-結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；2-第一立柱；3-激振器；4-頂板；5-第二立柱；6_動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀；7-傳感器。圖2為不同頂板厚度結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度理論值與實(shí)測(cè)值比較圖。五具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
圖ι所示結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、第一立柱2、第二立柱5與頂板4構(gòu)成單層框架結(jié)構(gòu)。激振器3對(duì)單層框架結(jié)構(gòu)施加一個(gè)沖擊荷載，使單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由衰減振動(dòng)。傳感器7記錄結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的自由衰減振動(dòng)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀6對(duì)自由衰減振動(dòng)曲線進(jìn)行處理，可得結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基階頻率，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基階頻率可進(jìn)一步計(jì)算出單層框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。本實(shí)施例中激振器3為江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CL-YD-302力錘。傳感器為江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CA-YD-103型壓電晶體加速度計(jì)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀6為江蘇東華測(cè)試技術(shù)有限公司生產(chǎn)的DH5920并行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀。立柱采用800mmxl2mmxl2mm鋼質(zhì)立柱。頂板為長(zhǎng)460mm、寬80mm的鋼板。頂板的厚度分別為 5. 5mm、9. 5mm、11. 3mm、15. 5mm、20. 0mm、25. 0mm、31. 0mm。立柱與頂板之間用螺栓連接。當(dāng)頂板厚度為5. 5mm時(shí)，測(cè)試得到的結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為8040N/m ；當(dāng)頂板厚度為9. 5mm 時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為10762N/m ；當(dāng)頂板厚度為11. 3mm時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為11607N/m ；當(dāng)頂板厚度為15. 5mm時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為12185N/m ；當(dāng)頂板厚度為20. Omm時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為1M41N/ m ；當(dāng)頂板厚度為25. Omm時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為13839N/m ；當(dāng)頂板厚度為31. Omm時(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度為13939N/m。頂板不同厚度時(shí)，由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的理論值與實(shí)測(cè)值的比較見表1。從表中可見結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的理論值與實(shí)測(cè)值之間有15. 7%-31. 6%的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步說明單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)可有效地測(cè)試結(jié)構(gòu)的實(shí)際動(dòng)剛度。表1不同頂板厚度結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度理論值與實(shí)測(cè)值比較
權(quán)利要求
1.一種單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于由單層框架結(jié)構(gòu)、激振器、傳感器、 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀組成；其中單層框架結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、第一立柱、第二立柱、頂板組成，其中結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與頂板通過第一立柱和第二立柱固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的激振器為力錘、機(jī)械式激振器、液壓式激振器、電動(dòng)式激振器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器為動(dòng)態(tài)位移傳感器、動(dòng)態(tài)速度傳感器、動(dòng)態(tài)加速度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，特別是涉及單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)。一種單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于由單層框架結(jié)構(gòu)、激振器、傳感器、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀組成。單層框架結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)、第一立柱、第二立柱、頂板組成。立柱與頂板間通過螺栓聯(lián)接。激振器對(duì)單層框架結(jié)構(gòu)施加一個(gè)沖擊力，使單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由衰減振動(dòng)。傳感器記錄單層框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的自由衰減振動(dòng)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析儀對(duì)傳感器記錄的信號(hào)進(jìn)行放大、處理，并計(jì)算出結(jié)構(gòu)的動(dòng)剛度。本發(fā)明可測(cè)試出符合實(shí)際情況的單層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度。
文檔編號(hào)G01M7/02GK102426086SQ20111036010
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者徐敏, 楊海霞, 王山山, 邱玲 申請(qǐng)人:河海大學(xué)