專利名稱：竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及是輕型竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法，屬于測(cè)量木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輕型木質(zhì)結(jié)構(gòu)房屋越來(lái)越受到世人青睞。木結(jié)構(gòu)房屋具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、防火性能及隔聲性能優(yōu)良、耐久性高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在地震多發(fā)地區(qū)，其表現(xiàn)尤為突出。靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度，動(dòng)載荷下抵抗變形的能力稱為動(dòng)剛度，即引起單位振幅所需要的動(dòng)態(tài)力。動(dòng)剛度是指結(jié)構(gòu)在特定的動(dòng)態(tài)激擾下抵抗變形的能力。動(dòng)剛度是描述結(jié)構(gòu)減振性能的關(guān)鍵指標(biāo)。在木結(jié)構(gòu)或竹質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑中，支撐是保證平面結(jié)構(gòu)空間穩(wěn)定的一項(xiàng)措施。垂直支撐能有效地防止屋架的側(cè)傾，并有助于保持屋蓋的整體性，因而也有助于保證屋蓋剛度可靠性地發(fā)揮作用，而不至于遭到不應(yīng)有的削弱。因此，對(duì)木質(zhì)建筑中的頂梁柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)剛度性能測(cè)試評(píng)價(jià)，為輕型竹/木結(jié)構(gòu)建筑房屋的設(shè)計(jì)工作提供參考，有重要意義。
剛度幅值A(chǔ) ；以民ms =T^y計(jì)算出該階頻率f下的動(dòng)剛度有效值t

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)試時(shí)間短、數(shù)據(jù)精確和可靠的竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法。本發(fā)明的竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法，是以裝有力傳感器的力錘敲擊設(shè)置有加速度傳感器的頂梁柱；把力傳感器檢測(cè)的反應(yīng)力錘敲擊力T大小的輸出信號(hào)以及加速度傳感器檢測(cè)的反應(yīng)頂梁柱加速度G大小的輸出信號(hào)送入信號(hào)調(diào)理箱經(jīng)放大、 濾波后輸出，再送入信號(hào)采集箱內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出動(dòng)剛度幅值A(chǔ) = T/G的頻域圖；從該頻域圖中得出某階頻率f及與該階頻率f相對(duì)應(yīng)的動(dòng)
A上述的測(cè)試方法，它還包括以五m計(jì)算出該階頻率f下的動(dòng)剛度峰峰值的步驟。上述的測(cè)試方法，所述某階頻率f是指基頻f”從頻域圖中可以得出基頻大小
A
^ff
^m =27^·可以計(jì)算出基頻fi下的動(dòng)剛度峰峰值。上述的測(cè)試方法，所述某階頻率f是指二階頻率f2。從頻域圖中可以得出二階頻
率f2大小及與二階頻率f2相對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值A(chǔ) ；以Erms =..A ..2計(jì)算出二階頻率f2下
J)
的動(dòng)剛度有效值，以五m可以計(jì)算出二階頻率f2下的動(dòng)剛度峰峰值。
及與基頻相對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值A(chǔ) ；以瓦ms = r、2計(jì)算出基頻下的動(dòng)剛度有效值，以
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明運(yùn)用機(jī)械動(dòng)力學(xué)的瞬態(tài)激勵(lì)法，對(duì)輕型竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度進(jìn)行測(cè)量。1、采用的本測(cè)試方法能客觀反映實(shí)際狀況下的木質(zhì)頂梁柱的動(dòng)態(tài)變形的情況，其測(cè)試時(shí)間短，數(shù)據(jù)翔實(shí)、精確和可靠。2、能從試件的頻域圖中得到基頻憂)、二階頻率(f2)和動(dòng)剛度幅值等，并進(jìn)行相關(guān)的分析。本發(fā)明針對(duì)木質(zhì)建筑中的頂梁柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)剛度性能測(cè)試，評(píng)價(jià)其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，為輕型竹/木結(jié)構(gòu)建筑房屋的設(shè)計(jì)工作提供參考，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是頂梁柱頻響函數(shù)測(cè)定試驗(yàn)框圖；圖2是實(shí)施例1中的頂梁柱的頻響函數(shù)頻譜(H1)；圖3是實(shí)施例1中的頂梁柱的動(dòng)剛度頻譜(1/ )。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例竹質(zhì)結(jié)構(gòu)抗震安居示范房頂梁柱系統(tǒng)的動(dòng)剛度測(cè)試。測(cè)試步驟。第一步，參見(jiàn)圖1，測(cè)量所用頂梁柱1材料為碳化系列的竹重組方材，該頂梁柱從基礎(chǔ)頂面到建筑物最高點(diǎn)的高度H為4. 5m、柱的方材寬度為130mm。第二步，參見(jiàn)圖1所示連接各儀器。用于敲擊頂梁柱1的力錘2上設(shè)置檢測(cè)力錘敲擊力τ大小的力傳感器3。在頂梁柱上設(shè)置檢測(cè)頂梁柱加速度G大小的加速度傳感器4。 力傳感器3和加速度傳感器4輸出接AZ信號(hào)調(diào)理箱的輸入，AZ信號(hào)調(diào)理箱的輸出接AZ信號(hào)采集箱(或者PCI9111卡)。AZ信號(hào)采集箱的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后接計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理DSP芯片。第三步，調(diào)用信號(hào)即南京安正軟件工程有限責(zé)任公司的WCras系統(tǒng)分析軟件，建立作業(yè)，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置為分析頻率為1000Hz ；觸發(fā)方式為負(fù)觸發(fā)(觸發(fā)電平 5%、觸發(fā)延遲-20)；信號(hào)放大倍數(shù)為100 ；為防止頻率混迭，選擇低通濾波器的頻率上限， 濾波頻率設(shè)為IOOOHz。第四步，正式測(cè)量前，進(jìn)入示波方式，連續(xù)敲擊試件，以檢查儀器連接線是否接通， 電源是否打開(kāi)，以及參數(shù)設(shè)置、程控放大和放大倍數(shù)設(shè)置檔是否合理。如不合理應(yīng)重新設(shè)置。第五步，用橡膠力錘敲擊頂梁柱，觸發(fā)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號(hào)頻譜分析。第六步，由頻域圖中第1、2峰值讀出基頻值= 13. 67Hz、基頻對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值 A = 696. 65N/ (m/s2)及二階頻率f2 = 78. 13Hz、二階頻率對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值A(chǔ) = 222. 63N/ (m/s2)?；l= 13. 67Hz下，頂梁柱動(dòng)剛度有效值
權(quán)利要求
1.竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法，其特征是以裝有力傳感器的力錘敲擊設(shè)置有加速度傳感器的頂梁柱；把力傳感器檢測(cè)的反應(yīng)力錘敲擊力T大小的輸出信號(hào)以及加速度傳感器檢測(cè)的反應(yīng)頂梁柱加速度G大小的輸出信號(hào)送入信號(hào)調(diào)理箱經(jīng)放大、濾波后輸出，再送入信號(hào)采集箱內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出動(dòng)剛度幅值A(chǔ) = T/G的頻域圖；從該頻域圖中得出某階頻率f及與該階頻率f相對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值A(chǔ) ；以Erms = T^7P計(jì)算出該階頻率f下的動(dòng)剛度有效值。 (2^· J)
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征是它還包括以五m=27^_計(jì)算出該階頻率 f下的動(dòng)剛度峰峰值的步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試方法，其特征是所述某階頻率f是指基頻f\。
4.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試方法，其特征是所述某階頻率f是指二階頻率f2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測(cè)試時(shí)間短、數(shù)據(jù)精確和可靠的竹/木結(jié)構(gòu)房屋頂梁柱系統(tǒng)動(dòng)剛度的測(cè)試方法。它是以裝有力傳感器的力錘敲擊設(shè)置有加速度傳感器的頂梁柱；把力傳感器檢測(cè)的反應(yīng)力錘敲擊力T大小的輸出信號(hào)以及加速度傳感器檢測(cè)的反應(yīng)頂梁柱加速度G大小的輸出信號(hào)送入信號(hào)調(diào)理箱經(jīng)放大、濾波后輸出，再送入信號(hào)采集箱內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出動(dòng)剛度幅值A(chǔ)＝T/G的頻域圖；從該頻域圖中得出某階頻率f及與該階頻率f相對(duì)應(yīng)的動(dòng)剛度幅值A(chǔ)；以計(jì)算出該階頻率f下的動(dòng)剛度有效值。
文檔編號(hào)G01N3/24GK102288495SQ20111015255
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者衛(wèi)佩行, 楊小軍, 梁星宇, 王正 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)