乔富鑫 张辉
山东普泰工程检测鉴定有限公司 山东济南 250000
摘要:建筑物的结构动力特性是其自身的固有特性，通常模型简化了理论计算的结果，因此无法真正反映结构的固有特性，而物理结构动力特性的测试结果包含理论分析中不能完全考虑的信息，例如结构关系，边界条件，节点结构和结构影响，并真实反映了物理结构的性能。为了对现有的建设项目进行检测和评估，可以将建筑物的动力特性参数的测试和分析与传统的检测方法结合起来，得出结论，以更科学，合理地评估结构性能。在本文中，我们将结合实际工程介绍其在检测和识别工作中的应用，以供参考。
关键词:结构动力特性;动力特性测试;检测鉴定
建筑物的动态特性是其自身的特性，通常指建筑物的振动频率（或振动周期）及其衰减率。 在建筑物建造和使用后，其动态特性参数基本上是固定的或几乎不变。当受环境，负荷变化，功能变化和使用中的自然灾害影响的现有建筑物可能会改变建筑物的动态特性。通过对现有建设项目的动态特征参数进行测试和分析，可以将现有建设项目的检测评估与传统检测方法相结合，得出更加科学合理的检测评估结论。本文将结合实际项目展示动态特性测试技术在现有建筑物的检查和评估中的应用，并为同行提供参考。
1动力特性测试技术的应用原理
1.1动力特性理论分析
一些研究人员使用动力特性测试来研究建筑结构和部件的性能，并对钢筋混凝土结构进行动力特性测试以获得结构的固有频率，这是有限元分析的结果。比较一下建筑物的实际结构以及抗震性，为了更适当地进行建筑物的动力特性测试，使用有限元分析方法计算建筑物的自然振动特性，并使用建筑结构有限元软件使用通过线性弹性法计算的建筑物空间计算模型。建立。以房屋结构为例，我们使用3D梁单元模拟将房屋结构分为各个单元和节点，指定相关的界面参数和边界条件，并向相关人员提供完整数据。使用Midas Civi程序的特征值分析控制功能，通过子空间迭代方法分析建筑结构的动力特性，以了解建筑结构的动力特性，例如振动模式，频率和自然周期。当您使用均匀质量法计算模态形状时，软件会自动生成模态形状图。
1.2测试与分析方法
为了获得良好的测试结果，使用了DASP-V11数据采集系统，并使用了计算机和振动传感器来测试和分析建筑结构的动力特性。如今，用于识别住宅结构动态特性的传统方法主要包括时域分析和频域分析。其中，频域分析法也是扩展频域分析法，以响应功率谱为核心，分解奇异值，分解单自由度系统的功率谱。与时域分析方法相比，频域分析方法具有较高的计算精度和较高的抗干扰能力。应用程序中未显示错误的模式，操作非常容易。因此，在本文中，我们决定使用频率区域分析来识别建筑结构的模态参数。
尽管可以从理论上计算出建筑结构的固有频率，衰减率和振型，但通过测试计算出的动态特性仍然很重要。如果已经具有建筑结构的物理图或设计图，并且已经掌握了材料的机械特性，则原则上可以使用有限元分析方法来计算建筑结构的模态参数。由于许多影响因素，很难确定材料的不均匀性，阻尼的复杂性以及建筑物基础之间连接的刚性。建筑结构的动态特性可以通过现场测量获得。
2动力特性测试技术在建筑工程检测鉴定中的应用
2.1结构材料测量和结构动力检测
使用智能数据信号处理系统，通过频率区域分析方法获取建筑结构的衰减率，模态形状，固有频率和其他动态特性参数，并结合现场的实际测量结果。
获取的模态图、建筑物的结构，进行实地调查之后，将实地调查的结果与设计图进行比较，并确认建筑结构的主要布局与结构图相匹配，并且允许的零件尺寸偏差约为20 mm。调查显示，房屋北立面的村庄交界处的墙壁开裂。整个房屋的主要结构都具有良好的下陷效果，没有不均匀的下陷或裂缝。因此，在建筑物的基础上没有明显的静载荷缺陷，也没有质量问题，例如结构件露筋或者蜂窝等质量问题。
2.2阻尼比在历史建筑保护性监测中应用
在建筑施工中，阻尼比是计算地震响应的重要参数。阻尼比不能从理论上计算出来，而只能通过实际测量和现场分析来计算。结构阻尼率的变化是确定建筑物结构是否损坏的基础。阻尼比可以作为探索历史建筑的参考。有效保护历史建筑的建筑物保护。大多数历史建筑的建筑材料都精湛的建筑技术，与现代建筑中使用的建筑材料完全不同。由于历史建筑的独特外观，复杂的内部结构以及不良的建筑材料性能，很难使用有限元软件进行模拟分析。而且，有限元模拟的材料结构模型与实际结构模型之间也存在差异。假设边界条件与实际结构不匹配，则网格的精度也会导致有限元模拟分析不准确。
2.3频率在建筑结构异常振动检测鉴定中应用
使用生产设备时会发生振动的影响，从而导致建筑物结构的异常振动。在测试和评估此类振动的动态特性时，动态特性测试技术是非常必要的检测方法。如果地板上有振动装置，则有两个导致振动装置异常振动的原因。一种是装置的激励力频率与结构构件的固有频率匹配，这引起共振。另一方面，结构构件本身的刚性不足，在强制振动的情况下，可能会出现更大的振幅。工厂的排气楼是两层的钢筋混凝土结构，地板上有多个风扇设施，运行中的地板区域有明显的振动感。在现场调查中，我们将找到一个振动感觉明显的地方，在该处安装一个垂直振动拾音器，并在运行过程中测试风扇的强制频率。测量点1的强制振动频率为16.25Hz。测量点2的强制频率为18.25Hiz。由于生产需要，无法关闭风扇设备，并且无法在现场测试组件的固有频率。对于布局和载荷条件，主梁，平板和次梁位置的固有频率如下：一些主波束的最大固有频率为20.89Hz，一些次波束的最大固有频率为15.85Hz。某些组件的固有频率与强制频率之比最小为0.75，最大为1.25。在此谐振范围内存在谐振。风扇设备运行时寻找共振。该组件可以为后续测试和识别提供参考标准。
2.4振型与阻尼比在新型建筑结构性能鉴定中应用
近年来，中国的建筑技术稳步发展，并出现了各种新结构，有限元分析法和比例振动台试验法是常见的结构研究方法，该建筑是新型的钢管混凝土框架结构。我们使用相关理论分析了建筑结构的抗震性能，并进行了两个动力特性测试：主体结构完成但路堤墙未完成的阶段以及路堤完成墙的阶段。以水平模式为例，对第二模式测试的结果进行分析，结果表明，没有填充壁的结构的模式形状更加坚固，具有填充壁的结构的延性更高。有填充墙和无填充墙的主模衰减率水平为1.21，垂直为1.12。换句话说，增加假定有填充墙的建筑结构的衰减率将增加建筑结构的能量消耗能力。
3总结
本文从住宅结构，历史建筑和工业厂房等方面入手，探讨了动态特性测试技术应用的需求。它在保护历史建筑中发挥着重要作用，并为未来历史建筑的安全做出了贡献。在生产设备中，振动会导致建筑结构异常振动，在这种情况下，有必要通过分析结构的动态特性参数并使用动态特性测试方法来调查异常振动的原因，从而实现要解决的科学问题。
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