本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)距離斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法，屬于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，針對(duì)工業(yè)及民用建筑結(jié)構(gòu)的車(chē)輛通行斜坡道以及其它構(gòu)筑物中車(chē)輛通過(guò)斜坡道時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，多是盲目地對(duì)樓板采取加固改造措施，對(duì)振害成因和特性成分不能準(zhǔn)確把握，加固以及減、隔振措施針對(duì)性差?？偨Y(jié)之，目前工程主要缺點(diǎn)如下：

針對(duì)性差。由于建筑結(jié)構(gòu)體系的振源復(fù)雜性，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)中的斜坡道在車(chē)輛通行發(fā)生振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確獲知引起振害的主要成分，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)癥下藥，振動(dòng)處理效果不理想。

振動(dòng)處理后，結(jié)構(gòu)整體性不良。傳統(tǒng)方法在處理車(chē)輛通行導(dǎo)致斜坡道振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，由于不明確振害主要因素，故而往往會(huì)采取保守方法，對(duì)坡道樓板、其它受影響結(jié)構(gòu)層樓板以及可能傳遞路徑上的梁板柱進(jìn)行加固，這種不考慮整體效應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，不僅對(duì)潛在的振害主要成因抵御性差，反而會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)特性嚴(yán)重改變，甚至?xí)鸢踩珕?wèn)題。

振動(dòng)處理效果不佳。傳統(tǒng)方法不能確定坡道樓板振動(dòng)和附屬結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)的危害成因，盲目地采取振動(dòng)措施，很可能會(huì)掩蓋主要因素，振動(dòng)控制效果不佳，甚至?xí)?lái)二次處理的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)距離斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法，其可快速評(píng)價(jià)車(chē)輛運(yùn)行對(duì)斜坡道樓板及相鄰結(jié)構(gòu)樓板的振動(dòng)響應(yīng)，可得到振動(dòng)危害成因中的最主要成分。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種長(zhǎng)距離斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法，其解決了耗時(shí)長(zhǎng)和成本高的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法，包括步驟：1)確定在斜坡道與結(jié)構(gòu)樓板二者之間的最短振動(dòng)傳遞路徑；2)在傳遞路徑上設(shè)置測(cè)試點(diǎn)和布設(shè)測(cè)試裝置；3)選取適當(dāng)測(cè)試點(diǎn)，在常時(shí)微動(dòng)和車(chē)輛通行的兩種工況下分別進(jìn)行測(cè)試和采集數(shù)據(jù)，對(duì)采取的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，若50Hz出現(xiàn)最大值，濾除該頻率；4)在常時(shí)微動(dòng)和車(chē)輛通行兩種工況下，利用測(cè)試裝置對(duì)上述各測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，以獲得各測(cè)試點(diǎn)的常時(shí)微動(dòng)與車(chē)輛通行時(shí)的譜特征值A(chǔ)(ωi)與B(ωi)；5)對(duì)兩種工況的頻譜進(jìn)行最值求取，也即對(duì)其比值進(jìn)行求取最大值的數(shù)學(xué)計(jì)算，即獲得的頻率即為振動(dòng)危害的最主要成分。

在根據(jù)本發(fā)明所述的一種斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法中，步驟4)中常時(shí)微動(dòng)的情況下篩選4s穩(wěn)幅數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT分析，當(dāng)線性平均/峰值保持＞1/1.5，取線性平均標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)線性平均/峰值保持≤1/1.5，取峰值保持標(biāo)準(zhǔn)。

在根據(jù)本發(fā)明所述的一種斜坡道車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法中，步驟4)中車(chē)輛通行的情況下篩選8s過(guò)車(chē)脈沖進(jìn)行FFT分析，取峰值保持標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的有益效果：

可快速評(píng)價(jià)斜坡道樓板及相鄰結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)響應(yīng)。本方法針對(duì)既有建筑結(jié)構(gòu)斜坡道在車(chē)輛通行時(shí)引起的振動(dòng)問(wèn)題，基于振動(dòng)最短傳遞路徑理論，開(kāi)展振動(dòng)測(cè)試，可快速、方便、有效地對(duì)斜坡道樓板及相鄰結(jié)構(gòu)樓板的振動(dòng)響應(yīng)做出評(píng)價(jià)。

可得到振動(dòng)危害因素中的最主要成分。實(shí)際工程中，振源頻率成分極其復(fù)雜，難以確定坡道樓板振動(dòng)及結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)的主要影響因素，本發(fā)明技術(shù)可以有效地提取眾多頻率中的最主要成分，該成分最大程度地造成影響對(duì)象振動(dòng)。

振動(dòng)問(wèn)題處理時(shí)，可節(jié)約時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本。本方法可以有效地排除其它非主要振害成分，避免盲目采取振動(dòng)處理方法，為后期的加固改造以及采取減、隔振措施，節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是車(chē)輛運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)樓板振動(dòng)危害成因的診斷方法的流程圖；

圖2是斜坡道上車(chē)輛運(yùn)行時(shí)振動(dòng)最短傳遞路徑的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1與圖2所示，首先確定最短振動(dòng)傳遞路徑，并核對(duì)圖紙，標(biāo)注該部分梁柱板上的位置，接下來(lái)在建筑結(jié)構(gòu)的坡道樓板上布設(shè)測(cè)試裝置，沿振源至P點(diǎn)(目標(biāo)測(cè)點(diǎn))布設(shè)測(cè)試裝置，布設(shè)測(cè)點(diǎn)的規(guī)則如下：沿車(chē)行方向每隔至多10m布置一測(cè)點(diǎn)、柱腳處須布置、樓板開(kāi)洞處須布置、大跨樓板每隔至多5mm布置一測(cè)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)可以確定最短振動(dòng)傳遞路徑。

第一個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，在常時(shí)微動(dòng)和車(chē)輛通行兩種工況下，測(cè)試裝置分別取一組特征數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉(FFT)分析，當(dāng)FFT譜中的50Hz未出現(xiàn)最大值，在兩種工況下篩選有效數(shù)據(jù)。

快速傅里葉變換(FFT)利用計(jì)算機(jī)計(jì)算離散傅里葉變換(DFT)的高效、快速計(jì)算方法的統(tǒng)稱(chēng)。FFT的基本思想是把原始的N點(diǎn)序列，依次分解成一系列的短序列。充分利用DFT計(jì)算式中指數(shù)因子所具有的對(duì)稱(chēng)性質(zhì)和周期性質(zhì)，進(jìn)而求出這些短序列相應(yīng)的DFT并進(jìn)行適當(dāng)組合，達(dá)到刪除重復(fù)計(jì)算，減少乘法運(yùn)算和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的目的。傅立葉變換在實(shí)際中有非常明顯的物理意義，設(shè)f是一個(gè)能量有限的模擬信號(hào)，則其傅立葉變換就表示f的譜。從純粹的數(shù)學(xué)意義上看，傅立葉變換是將一個(gè)函數(shù)轉(zhuǎn)換為一系列周期函數(shù)來(lái)處理的。從物理效果看，傅立葉變換是將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域。換句話(huà)說(shuō)，傅立葉變換的物理意義是將圖像的灰度分布函數(shù)變換為圖像的頻率分布函數(shù)。

當(dāng)FFT譜在50Hz出現(xiàn)最大值時(shí)，繼續(xù)選擇多組常時(shí)微動(dòng)工況測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT分析，仍然在50Hz出現(xiàn)最大值時(shí)，在測(cè)試數(shù)據(jù)分析時(shí)采用濾波技術(shù)，如使用48.5～51.5Hz的濾波頻段進(jìn)行濾除，重新設(shè)置所有的分析參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，在兩種工況下篩選有效數(shù)據(jù)。

50Hz在實(shí)際工程中多為交流電機(jī)工作區(qū)附近頻率，該頻率成分混入采集數(shù)據(jù)中，會(huì)對(duì)振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。因此本發(fā)明提出將該敏感頻率列入振動(dòng)測(cè)試采集過(guò)程中所必須考慮屏蔽的頻率成分，通過(guò)設(shè)置采集裝置參數(shù)以及改善采集線路信道噪聲隔絕性能等措施，濾除該頻率。

兩種工況分別為常時(shí)微動(dòng)和車(chē)輛通行，針對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)均在兩種工況下采集數(shù)據(jù)。常時(shí)微動(dòng)的工況下，依經(jīng)驗(yàn)篩選連續(xù)4s的穩(wěn)幅數(shù)據(jù)，當(dāng)線性平均/峰值保持>1.5時(shí)，常時(shí)微動(dòng)的工況下在線性平均的標(biāo)準(zhǔn)下選取頻譜特征值A(chǔ)(ωi)。當(dāng)線性平均/峰值保持≤1.5時(shí)，常時(shí)微動(dòng)的工況下在峰值保持的標(biāo)準(zhǔn)下選取頻譜特征值A(chǔ)(ωi)。

車(chē)輛通行的工況下，依經(jīng)驗(yàn)篩選連續(xù)8s的過(guò)車(chē)脈沖數(shù)據(jù)，在峰值保持的標(biāo)準(zhǔn)下選取頻譜特征值B(ωi)。

線性平均：這是一種基本的平均類(lèi)型。采用這種平均方式時(shí)，對(duì)每個(gè)給定的數(shù)據(jù)塊逐一進(jìn)行FFT和其他運(yùn)算，然后對(duì)每一頻率點(diǎn)的譜值分別進(jìn)行等權(quán)線性平均。對(duì)于平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程的測(cè)量分析，增加平均次數(shù)可以減小相對(duì)比準(zhǔn)偏差。

峰值保持：即峰值平均，它實(shí)際上并不做平均，而是在各頻率點(diǎn)上保留歷次測(cè)量的最大值。這種平均方式常用于檢測(cè)信號(hào)的頻率漂移。結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)中，采用正弦掃頻激勵(lì)方式進(jìn)行頻響函數(shù)測(cè)量時(shí)，可以采用峰值保持平均來(lái)獲得掃頻帶內(nèi)完整的頻響函數(shù)。

通過(guò)對(duì)常時(shí)微動(dòng)與車(chē)輛通行時(shí)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，并對(duì)其比值進(jìn)行求取最大值的數(shù)學(xué)計(jì)算，即最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率即為振害主要頻率成分，即振害成因。

繼續(xù)對(duì)第二個(gè)測(cè)定、第三個(gè)測(cè)點(diǎn)……第n個(gè)測(cè)點(diǎn)首先在兩種工況下分別取一組特征數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT分析，當(dāng)FFT譜在50Hz出現(xiàn)最大值時(shí)進(jìn)行濾波處理，接下來(lái)在兩種工況下篩選有效數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，進(jìn)而計(jì)算最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率即振害成因。