專利名稱：單層框架結構動剛度測試系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及結構動力學測試系統，特別是涉及單層框架結構動剛度測試系統。
背景技術：
單層框架結構廣泛應用于廠房、橋梁、碼頭等建筑物或構筑物結構中。這些結構往往會受到地震、車輛運行、船舶撞擊等動荷載的作用。因此其動剛度就成為結構優化設計、 結構安全運營管理的一個重要參數。傳統的單層框架結構動剛度都是首先將結構高度簡化后得到，與實際結構的動剛度相差很大。近年來研究出的單層框架結構動剛度理論經驗公式，考慮到了一些實際結構因素，提高了單層框架結構動剛度的精度，但與實際情況仍有一定的差別。本發明完全針對實際結構，可測試出符合實際情況的單層框架結構動剛度，進一步可為結構的優化設計和安全運營管理提供技術支撐。
發明內容
要解決的技術問題
本發明解決的技術問題為可測試出單層框架結構動剛度的實際精確值。技術方案
一種單層框架結構動剛度測試系統，其特征在于由單層框架結構、激振器、傳感器、動態數據采集與分析儀組成；其中單層框架結構由結構基礎、第一立柱、第二立柱、頂板組成， 其中結構基礎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、機械式激振器、液壓式激振器、電動式激振器。所述的傳感器為動態位移傳感器、動態速度傳感器、動態加速度傳感器。具體說明發明包括單層框架結構、激振器、傳感器、動態數據采集與分析儀。單層框架結構由基礎、第一號立柱、頂板、第二立柱組成。激振器對單層框架結構施加一個沖擊力，使單層框架結構產生自由衰減振動。傳感器記錄單層框架結構產生的自由衰減振動。 動態數據采集與分析儀對傳感器記錄的信號進行放大、處理，并計算出結構的動剛度。本發明所述的結構為結構動力學中結構的概念，是建筑物或構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、機械式激振器、液壓式激振器、電動式激振器。所述的傳感器為動態位移傳感器、動態速度傳感器、動態加速度傳感器。有益效果
本發明由激振器對單層框架結構施加一個沖擊荷載，使單層框架結構產生一個自由衰減振動，由傳感器記錄結構的自由衰減振動，動態數據采集與分析儀對自由衰減振動曲線進行處理，可得結構振動的基階頻率，根據結構振動的基階頻率可進一步計算出單層框架結構的動剛度。本發明操作簡單，維修方便，并將傳統的測試方法和現代測試技術定量化的特點相結合，可定量地給出實際單層框架結構的動剛度。測試系統可廣泛應用于實際單層框架結構動剛度的測試。
圖1為本發明單層框架結構動剛度測試系統實施方式的剖視圖。其中1-結構基礎；2-第一立柱；3-激振器；4-頂板；5-第二立柱；6_動態數據采集與分析儀；7-傳感器。圖2為不同頂板厚度結構動剛度理論值與實測值比較圖。五具體實施方式
實施例1
圖ι所示結構基礎、第一立柱2、第二立柱5與頂板4構成單層框架結構。激振器3對單層框架結構施加一個沖擊荷載，使單層框架結構產生自由衰減振動。傳感器7記錄結構產生的自由衰減振動。動態數據采集與分析儀6對自由衰減振動曲線進行處理，可得結構振動的基階頻率，根據結構振動的基階頻率可進一步計算出單層框架結構的動剛度。本實施例中激振器3為江蘇聯能電子技術有限公司生產的CL-YD-302力錘。傳感器為江蘇聯能電子技術有限公司生產的CA-YD-103型壓電晶體加速度計。動態數據采集與分析儀6為江蘇東華測試技術有限公司生產的DH5920并行動態數據采集與分析儀。立柱采用800mmxl2mmxl2mm鋼質立柱。頂板為長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。當頂板厚度為5. 5mm時，測試得到的結構動剛度為8040N/m ；當頂板厚度為9. 5mm 時，結構動剛度為10762N/m ；當頂板厚度為11. 3mm時，結構動剛度為11607N/m ；當頂板厚度為15. 5mm時，結構動剛度為12185N/m ；當頂板厚度為20. Omm時，結構動剛度為1M41N/ m ；當頂板厚度為25. Omm時，結構動剛度為13839N/m ；當頂板厚度為31. Omm時，結構動剛度為13939N/m。頂板不同厚度時，由經驗公式計算的理論值與實測值的比較見表1。從表中可見結構動剛度的理論值與實測值之間有15. 7%-31. 6%的差異。實驗結果也進一步說明單層框架結構動剛度測試系統可有效地測試結構的實際動剛度。表1不同頂板厚度結構動剛度理論值與實測值比較
權利要求
1.一種單層框架結構動剛度測試系統，其特征在于由單層框架結構、激振器、傳感器、 動態數據采集與分析儀組成；其中單層框架結構由結構基礎、第一立柱、第二立柱、頂板組成，其中結構基礎與頂板通過第一立柱和第二立柱固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種單層框架結構動剛度測試系統，其特征在于所述的激振器為力錘、機械式激振器、液壓式激振器、電動式激振器。
3.根據權利要求1所述的一種單層框架結構動剛度測試系統，其特征在于所述的傳感器為動態位移傳感器、動態速度傳感器、動態加速度傳感器。
全文摘要
本發明涉及結構動力學測試系統，特別是涉及單層框架結構動剛度測試系統。一種單層框架結構動剛度測試系統，其特征在于由單層框架結構、激振器、傳感器、動態數據采集與分析儀組成。單層框架結構由基礎、第一立柱、第二立柱、頂板組成。立柱與頂板間通過螺栓聯接。激振器對單層框架結構施加一個沖擊力，使單層框架結構產生自由衰減振動。傳感器記錄單層框架結構產生的自由衰減振動。動態數據采集與分析儀對傳感器記錄的信號進行放大、處理，并計算出結構的動剛度。本發明可測試出符合實際情況的單層框架結構動剛度。
文檔編號G01M7/02GK102426086SQ20111036010
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者徐敏, 楊海霞, 王山山, 邱玲 申請人:河海大學