對房屋開展動力測試,利用結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù),由模態(tài)參數(shù)的性狀判定結(jié)構(gòu)質(zhì)量,即為結(jié)構(gòu)動力檢測。結(jié)構(gòu)動力檢測的基本問題是依據(jù)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),測得結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù),然后識別結(jié)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)。?

建筑物的動力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的固有頻率(周期)、振型和阻尼比等。建筑物一旦出現(xiàn)損傷或其它質(zhì)量問題,這些參數(shù)也隨之發(fā)生改變。因此,結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的改變可以視為結(jié)構(gòu)質(zhì)量發(fā)生變化的標志。?

當(dāng)前,結(jié)構(gòu)動力檢測被普遍認為是一種很前途的檢測方法,它是結(jié)合系統(tǒng)識別、振動理論、振動測試、信號采集與分析等多學(xué)科的一門測試技術(shù),它的出現(xiàn)能較好彌補傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法存在的諸多缺陷和不足。特別是近年來,隨著能夠滿足結(jié)構(gòu)檢測要求的強大試驗和分析處理工具的出現(xiàn),高效模塊化、數(shù)字化的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)量測技術(shù)已為結(jié)構(gòu)動力檢測的實現(xiàn)提供了強大的支持,使得結(jié)構(gòu)動力檢測技術(shù)已走向成熟,在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用已日趨廣泛,不但是大學(xué)、科研機構(gòu),而且許多工程質(zhì)量檢測單位也已逐步開始使用。?

結(jié)構(gòu)動力檢測方法優(yōu)點很多,如該方法可以不受結(jié)構(gòu)規(guī)模、復(fù)雜性及隱蔽性的限制,只要在可達到的結(jié)構(gòu)位置安裝動力響應(yīng)傳感器即可。另外,結(jié)構(gòu)動力檢測屬于結(jié)構(gòu)無損檢測范疇,對一些已建成投入使用,而不便采取破損檢測手段的工程結(jié)構(gòu)特別適用,滿足人們需求標準不斷提高的需求。 ?

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工程應(yīng)用及意義

雖然結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型、阻尼比都可以通過理論計算求得,但通過測試得到的動力特性仍然具有重要意義。如果已經(jīng)有了結(jié)構(gòu)的實物或設(shè)計圖紙,并掌握所有材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù),那么原則上可以用有限元分析等數(shù)值計算方法求出結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。

然而由于諸方面的原因,例如:非線性因素,材料的不均勻性,阻尼機理的復(fù)雜性,再加上構(gòu)件與構(gòu)件、整機與基礎(chǔ)、基礎(chǔ)與地基的聯(lián)結(jié)剛度難以確定等等,使有限元計算的準確性(甚至于可能性)受到限制。利用現(xiàn)場實測得到的結(jié)構(gòu)動力特性是建筑物建成后的實際動力特性,因此是準確可靠的。

建筑物建成以后完好狀態(tài)下量測得到的結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù),可作為基本技術(shù)檔案保存。建筑物一旦遭受地震等自然災(zāi)害或使用了一定的年限以后,再進行測量,可以從中獲得寶貴的對比資料。

比如,房屋結(jié)構(gòu)破壞開裂后或結(jié)構(gòu)內(nèi)部有質(zhì)量問題時,結(jié)構(gòu)的自振周期會加長,振型會改變等,從結(jié)構(gòu)的自身固有特性的變化可以識別建筑物的損傷,為房屋安全鑒定提供強有力的數(shù)據(jù)支持。當(dāng)然,動力特性實測作為安全鑒定的一個手段,還要與其他鑒定方法一起工作,全面分析,綜合評定,才能得到滿意的結(jié)果,增加判定的科學(xué)性和準確性,提高房屋安全鑒定技術(shù)水平。
如若沒有房屋建成以后完好狀態(tài)下的動力特性數(shù)據(jù),我們可以根據(jù)測量大量相同類型房屋的情況,歸納實測經(jīng)驗公式,通過實測與經(jīng)驗公式(實測或規(guī)范經(jīng)驗公式)取值的對比,同樣可以從某個范圍上較好評價房屋的安全性。因為這方面尚缺少國家相應(yīng)標準,致使該檢測方法的應(yīng)用受到一定的限制,但是動力檢測還是能彌補傳統(tǒng)檢測很多方面的不足,在實際的工程應(yīng)用中也得到了很好的效果。?

工程應(yīng)用實例?

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