DBJ50-T-415-2022建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)

檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

犜犲犮犺狀犻犮犪犾狊狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉犻狀狊狆犲犮狋犻狀犵犱狔狀犪犿犻犮犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊

犪狀犱犱狔狀犪犿犻犮狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳犫狌犻犾犱犻狀犵狊狋狉狌犮狋狌狉犲狊

犇犅犑５０／犜４１５２０２２

主編單位：重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司

重慶建工第十一建筑工程有限責(zé)任公司

批準(zhǔn)部門：重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)

施行日期：２０２２年０８月０１日

２０２２重慶

書

１總則

１．１為規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)的檢測(cè)方法和程序，

保證檢測(cè)方法的科學(xué)性、提高測(cè)試結(jié)果的可靠性，制訂本標(biāo)準(zhǔn)。

１．２本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建及既有建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性檢測(cè)，以及

不同振源對(duì)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)影響的檢測(cè)及評(píng)估。

１．３建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試應(yīng)委托具有相應(yīng)檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)

行；檢測(cè)人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)并具有相應(yīng)的檢測(cè)能力。

１．４按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)時(shí)，除應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

定外，尚應(yīng)符合國(guó)家與重慶市現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

１

２術(shù)語和符號(hào)

２．１術(shù)語

２．１．１動(dòng)力特性ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

表示結(jié)構(gòu)固有特性的基本物理量，如固有頻率、阻尼比和振

型等。

２．１．２動(dòng)力響應(yīng)ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ

表示結(jié)構(gòu)受動(dòng)力輸入作用時(shí)的輸出，如位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、

加速度響應(yīng)等。

２．１．３頻率特性ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

表示結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率的基本物理量，如幅頻特性和相頻特

性等。

２．１．４頻率范圍ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅ

傳感器或測(cè)振系統(tǒng)正常工作的頻帶，在這個(gè)頻帶內(nèi)輸入信號(hào)

頻率的變化不會(huì)引起它們的靈敏度發(fā)生超出指定的百分?jǐn)?shù)的

變化。

２．１．５相位差ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ

不同信號(hào)內(nèi)相同頻率對(duì)應(yīng)兩諧波分量之間的相位角之差。

２．１．６信噪比ｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ

表示放大器的輸出信號(hào)的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比，

常用分貝數(shù)ｄＢ表示。

２．１．７靈敏度ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ

表示傳感器信號(hào)輸出幅值與被測(cè)信號(hào)的輸入幅值之比。

２．１．８動(dòng)態(tài)范圍ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅ

可測(cè)量的最大振動(dòng)量與最小振動(dòng)量之比，常用分貝數(shù)ｄＢ

表示。

２

２．１．９環(huán)境激勵(lì)法ａｍｂｉｅｎｔｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

利用結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境隨機(jī)激勵(lì)引起的振動(dòng)進(jìn)而來識(shí)別結(jié)構(gòu)動(dòng)

力特性的一種方法。

２．１．１０奈奎斯特頻率ｎｙｑｕｉｓｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

為防止信號(hào)混疊需要定義最小采樣頻率，即１／２倍的采樣

頻率。

２．２符號(hào)

狋———時(shí)間

犜———周期

犳———頻率

ω———圓頻率

犪———加速度

狏———速度

狔———位移

犽———?jiǎng)偠?/p>

犿———質(zhì)量

ζ———阻尼比

μ狓———均值

２

ψ狓———均方值

２

σ狓———方差

犚狓（τ）———自相關(guān)函數(shù)

犌狓（犳）———自功率譜函數(shù)

犚狓，狔（τ）———互相關(guān)函數(shù)

犌狓狔（犳）———互功率譜函數(shù)

γ２———相干函數(shù)

φ———相位角

犎（ω）———頻響函數(shù)

３

犱犅———分貝

犉犉犜———快速傅里葉變換

４

３基本規(guī)定

３．１建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試之前應(yīng)編制檢測(cè)方案，

方案編制前應(yīng)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的狀況調(diào)查和資料收集，宜包括下列

內(nèi)容：

１工程場(chǎng)地勘察報(bào)告、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及竣工資料；

２建筑物實(shí)際使用條件和內(nèi)外環(huán)境，包括建筑外觀、平面布

置、構(gòu)件尺寸、使用荷載，建筑結(jié)構(gòu)的性能狀況等；

３建筑場(chǎng)地及其鄰近的振源分布狀況；

４已確定振源的振動(dòng)屬性及傳播路徑；

５歷年來結(jié)構(gòu)檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)及維修資料。

３．２建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)方案宜包括下列內(nèi)容：

１檢測(cè)目的；

２檢測(cè)依據(jù)；

３檢測(cè)設(shè)備及要求；

４建筑結(jié)構(gòu)的狀況調(diào)查和資料收集；

４檢測(cè)內(nèi)容及具體方法；

５測(cè)點(diǎn)布置方案；

６安全技術(shù)措施。

３．３下列情況下建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方案應(yīng)進(jìn)行專門技術(shù)論證：

１現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的大跨度結(jié)

構(gòu)，復(fù)雜、混合結(jié)構(gòu)以及平、立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)；

２特殊及結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，尤其是古建筑結(jié)構(gòu)；

３遭受偶然作用（如地震、爆炸、火災(zāi)等）需進(jìn)行安全評(píng)估的

建筑結(jié)構(gòu)；

４采用新型材料的建筑結(jié)構(gòu)；

５檢測(cè)方案復(fù)雜或其他需要論證的建筑結(jié)構(gòu)。

５

３．４檢測(cè)測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)符合下列規(guī)定：

１應(yīng)反映檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)及變化趨勢(shì)；

２測(cè)點(diǎn)的位置、數(shù)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)要求、檢測(cè)項(xiàng)目

及結(jié)構(gòu)分析結(jié)果確定；

３測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和布置范圍應(yīng)有冗余量，重要部位應(yīng)增加

測(cè)點(diǎn)；

４可利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，減少測(cè)點(diǎn)布置數(shù)量；

５應(yīng)便于檢測(cè)設(shè)備的安裝、測(cè)讀、維護(hù)和替代，并盡量減少

對(duì)被檢測(cè)對(duì)象正常使用的干擾；

６測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離可能存在的偶發(fā)外部振源，避免

干擾信號(hào)對(duì)測(cè)試結(jié)果的干擾。

３．５檢測(cè)儀器選擇與檢查應(yīng)符合下列條件：

１選擇檢測(cè)設(shè)備應(yīng)滿足測(cè)量精度要求；

２檢測(cè)設(shè)備應(yīng)滿足試驗(yàn)需要的量程和動(dòng)態(tài)范圍；

３試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)經(jīng)過計(jì)量檢定／校準(zhǔn)；

４試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)測(cè)量傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等進(jìn)行檢定

校準(zhǔn)。

３．６建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行：

１根據(jù)檢測(cè)對(duì)象及目的，選擇合適的測(cè)量參數(shù)；

２根據(jù)結(jié)構(gòu)類別、結(jié)構(gòu)形式和檢測(cè)要求布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)的布

置應(yīng)符合第５章和第６章的相關(guān)要求；

３根據(jù)檢測(cè)要求選擇并安裝傳感器。

４連接導(dǎo)線，對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試；

５合理設(shè)置測(cè)試參數(shù)，包括采樣頻率、采集時(shí)間、采集系統(tǒng)

放大倍數(shù)、傳感器靈敏度等；

６根據(jù)檢測(cè)目的和要求選擇合適的激勵(lì)方法；

７采集數(shù)據(jù)并保存。

３．７現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)設(shè)備和儀器均應(yīng)有防風(fēng)、防雨雪、防曬、防

振、防雷電、接地等保護(hù)措施；檢測(cè)場(chǎng)地應(yīng)避開外界干擾振源，測(cè)

６

點(diǎn)應(yīng)避開地下管道、電磁場(chǎng)、噪聲、射線等；對(duì)于爆炸、沖擊等高危

振動(dòng)測(cè)試，應(yīng)當(dāng)有專門的防護(hù)技術(shù)措施。

３．８現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)記錄應(yīng)包括下列內(nèi)容：

１檢測(cè)儀器：名稱、型號(hào)、管理編號(hào)；

２振源類型、觸發(fā)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、外部干擾異常等記錄；

３結(jié)構(gòu)幾何特征、測(cè)點(diǎn)布置情況；

４實(shí)測(cè)電子數(shù)據(jù)以及相關(guān)影像資料；

５檢測(cè)過程中的情況說明；

６檢測(cè)人員、校核人員、檢測(cè)日期、檢測(cè)單位。

７

４檢測(cè)儀器設(shè)備

４．１動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)要求

４．１．１動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由激振系統(tǒng)、傳感器、信號(hào)放大調(diào)理

器、動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)等組成。

４．１．２強(qiáng)迫振動(dòng)宜選擇體積小、重量輕的激振設(shè)備，機(jī)械式激振

設(shè)備宜具備無極調(diào)頻功能。

４．１．３傳感器的性能應(yīng)符合下列要求：

１傳感器的實(shí)用量程宜為其滿量程的８０％左右，且最大工

作狀態(tài)點(diǎn)不應(yīng)該超過滿量程；

２傳感器應(yīng)具有良好的線性度；

３傳感器應(yīng)具有良好且穩(wěn)定的靈敏度及信噪比；

４傳感器應(yīng)具有良好的分辨率，且不低于檢測(cè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的

最小單位量級(jí)；

５傳感器應(yīng)具有良好且穩(wěn)定的重復(fù)性；

６傳感器的漂移應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)。

４．１．４信號(hào)放大調(diào)理器應(yīng)符合下列要求：

１放大器應(yīng)采用帶低通濾波功能的多通道放大器；

２多通道放大器各通道間應(yīng)無串?dāng)_、相位一致、頻響范圍

相同。

４．１．５數(shù)據(jù)采集與記錄應(yīng)符合下列要求：

１數(shù)據(jù)采集與記錄宜采用多通道數(shù)字采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)；

２Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器位數(shù)應(yīng)不小于１６位，宜采用２４ｂｉｔ或以上Ａ／

Ｄ轉(zhuǎn)換器；

３系統(tǒng)準(zhǔn)確度不應(yīng)低于０．５％。

８

４．２動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集設(shè)備維護(hù)

４．２．１測(cè)試系統(tǒng)在投入使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

４．２．２在環(huán)境規(guī)定條件的現(xiàn)場(chǎng)使用，應(yīng)注意避免酸、堿、鹽、霧、

雨淋及過強(qiáng)的幅射場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)。

４．２．３存放時(shí)，應(yīng)將儀器蓋好，防止灰塵污染。

９

５建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)

５．１一般規(guī)定

５．１．１建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)參數(shù)包括結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼

比、模態(tài)振型等。

５．１．２建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)選擇下列檢測(cè)

方法：

１結(jié)構(gòu)的基本振型，宜選用環(huán)境振動(dòng)法、初位移法等方法進(jìn)

行檢測(cè)；

２結(jié)構(gòu)平面有多個(gè)振型時(shí)，宜選用穩(wěn)態(tài)正弦波激振法進(jìn)行

檢測(cè)；

３結(jié)構(gòu)空間振型或扭轉(zhuǎn)振型，宜選用多振源相位控制同步

的穩(wěn)態(tài)正弦波激振法或初速度法進(jìn)行檢測(cè)；

４評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)，宜選用隨機(jī)激振法或人工爆破

模擬地震法。

５．１．３在檢測(cè)前，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性進(jìn)行預(yù)估，以便選擇相應(yīng)的

檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)方法。

５．２檢測(cè)方法

５．２．１傳感器的安裝應(yīng)遵循以下原則：

１傳感器的靈敏主軸方向應(yīng)與測(cè)試的振動(dòng)方向一致；

２傳感器附近應(yīng)防磁防局部振動(dòng)；

３傳感器應(yīng)平穩(wěn)地固定在平坦、堅(jiān)實(shí)的基面上。

５．２．２測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)遵循以下原則：

１平移振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在建筑物的剛度中心位置；

１０

２扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在建筑物的Ｘ或Ｙ坐標(biāo)最遠(yuǎn)端，

即建筑物的兩側(cè)，在一個(gè)樓層中成雙成對(duì)的布置測(cè)點(diǎn)；

３在結(jié)構(gòu)突變處，宜布置一定數(shù)量的測(cè)點(diǎn)，如突出屋面的塔

樓，突出屋面的高聳結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)餐廳等；

４測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)避開振型節(jié)點(diǎn)，并可充分顯示結(jié)構(gòu)的模態(tài)

振型；

６在建筑物基礎(chǔ)兩側(cè)，宜布置豎向振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)，以觀察基礎(chǔ)

是純粹的垂直振動(dòng)還是繞著某一位置上下的轉(zhuǎn)動(dòng)；

７在振動(dòng)強(qiáng)烈的部位，宜布置測(cè)點(diǎn)。

５．２．３古建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置宜遵循以下要求：

１測(cè)磚石結(jié)構(gòu)的水平振動(dòng)，測(cè)點(diǎn)宜布置在各層平面剛度中

心或其附近；

２測(cè)木結(jié)構(gòu)的水平振動(dòng)，測(cè)點(diǎn)宜布置在中跨的各層柱頂和

柱底。

５．２．４應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的，選擇合適的檢測(cè)方向。傳感器宜沿結(jié)

構(gòu)縱向、橫向和豎向三個(gè)方向布置。

５．２．５應(yīng)根據(jù)所需頻率范圍設(shè)置低通濾波頻率和采樣頻率，采

樣頻率設(shè)定應(yīng)符合奈奎斯特定理要求，宜為被測(cè)結(jié)構(gòu)最高目標(biāo)頻

率的３～５倍。

５．２．６數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)注意對(duì)數(shù)據(jù)平穩(wěn)性的要求。

５．３檢測(cè)要求

５．３．１環(huán)境振動(dòng)法的檢測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

１檢測(cè)時(shí)應(yīng)避免或減小環(huán)境及系統(tǒng)干擾；

２當(dāng)檢測(cè)振型和頻率時(shí)，檢測(cè)時(shí)間不應(yīng)少于５ｍｉｎ，當(dāng)檢測(cè)阻

尼時(shí)，檢測(cè)時(shí)間不應(yīng)少于３０ｍｉｎ；

３當(dāng)需要多次檢測(cè)時(shí)，每次檢測(cè)應(yīng)至少保留一個(gè)共同的參

考點(diǎn)。

１１

５．３．２機(jī)械激振振動(dòng)法的檢測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

１選擇激振器的位置應(yīng)正確，選擇的激振力應(yīng)合理；

２當(dāng)激振器安裝在樓板上時(shí)，應(yīng)避免樓板的豎向自振頻率

和剛度的影響，激振力傳遞途徑應(yīng)明確合理；

３激振檢測(cè)中宜采用掃頻方式尋找共振頻率；

４在共振頻率附近檢測(cè)時(shí)，應(yīng)保證半功率帶寬內(nèi)的測(cè)點(diǎn)不

少于５個(gè)頻率。

５．３．３施加初位移的自由振動(dòng)檢測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

１拉線點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的進(jìn)行布置；

２拉線與被測(cè)結(jié)構(gòu)的連接部分應(yīng)具有可靠傳力的能力；

３每次檢測(cè)應(yīng)記錄拉力數(shù)值和拉力與結(jié)構(gòu)軸線間的夾角；

４量取波值時(shí)，不得取用突斷衰減的最初２個(gè)波；

５檢測(cè)時(shí)不應(yīng)使被測(cè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

５．４檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判定

５．４．１在數(shù)據(jù)分析前，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)做以下預(yù)處理：

１信號(hào)標(biāo)定和變換。

２消除趨勢(shì)項(xiàng)。

３重采樣和濾波處理。

５．４．２采用快速傅里葉變換（ＦＦＴ）進(jìn)行頻譜分析前，宜對(duì)數(shù)據(jù)

做以下處理：

１為消除旁瓣干擾，信號(hào)應(yīng)加窗函數(shù)處理；

２對(duì)于環(huán)境激勵(lì)信號(hào)，宜選全程數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域平均，平均次

數(shù)不宜小于３２次，且重疊率宜大于１／２。

５．４．３建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的識(shí)別方法可分為頻域識(shí)別法、時(shí)域

識(shí)別法和時(shí)頻域識(shí)別方法。

５．４．４當(dāng)采用頻域峰值法確定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性時(shí)，應(yīng)滿足以下

要求：

１２

１固有頻率的判斷：

（１）ＦＦＴ自功率譜（幅值譜）的峰值處；

（２）頻響函數(shù)分析中，自振頻率處相干函數(shù)接近等于１；

（３）對(duì)于相同方向的多個(gè)測(cè)點(diǎn)，各測(cè)點(diǎn)在自振頻率處具有近

似同相位或反相位的特點(diǎn)。

２阻尼比在頻率不密集時(shí)可按照半功率帶寬法和對(duì)數(shù)衰減

法進(jìn)行確定。

３振型函數(shù)應(yīng)該按照下列規(guī)定進(jìn)行確定：

當(dāng)各個(gè)模態(tài)的自振頻率較分散，且結(jié)構(gòu)阻尼比較小時(shí)，振型

之比宜由下式得出：

犌犪犪狆犽（ω犻）犽犻

＝φ（５．３．１）

犌犪犪狆狆（ω犻）φ狆犻

式中：φ犽犻、φ狆犻分別為自振頻率對(duì)應(yīng)的不同自由度的振型函數(shù)值，

其正負(fù)號(hào)可由互功率譜在ω犻處的相位來確定。

５．４．５當(dāng)各個(gè)模態(tài)的自振頻率較密集時(shí)，宜采用隨機(jī)子空間識(shí)

別方法（ＳＳＩ）進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別。

５．４．６對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可采用時(shí)頻域識(shí)別方法，包括小波分析法

（ＷＬ）和基于希爾伯特黃變換（ＨＨＴ）的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法。

１３

６建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)

６．１一般規(guī)定

６．１．１建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)前應(yīng)了解振源類型及其特性，振

動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響。

６．１．２建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，應(yīng)在振動(dòng)源發(fā)出振動(dòng)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

在進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)時(shí)，宜測(cè)定振動(dòng)源發(fā)出振動(dòng)的特性。

６．１．３動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)過程中，宜根據(jù)不同的振源類型，測(cè)量不同

的參數(shù)，具體見下表：

表６．１．３各振源類型對(duì)應(yīng)的測(cè)量參數(shù)

振源類型測(cè)量參數(shù)

交通運(yùn)輸速度

爆破速度

打樁速度

室內(nèi)機(jī)械速度或加速度

室外機(jī)械速度或加速度

人的活動(dòng)速度或加速度

６．１．４動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)前，應(yīng)估計(jì)被測(cè)量參數(shù)的最大值，再調(diào)整分

析儀器的量程，最大值宜落在量程的１／２～２／３之間，以獲得最大

信噪比。

６．１．５動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集記錄，應(yīng)保證所采集的信息波

形不失真。

６．２檢測(cè)方法

６．２．１傳感器的安裝應(yīng)遵循以下原則：

１４

１傳感器的靈敏主軸方向應(yīng)與測(cè)試的振動(dòng)方向一致；

２傳感器附近應(yīng)防磁防局部振動(dòng)；

３傳感器應(yīng)平穩(wěn)地固定在平坦、堅(jiān)實(shí)的基面上。

６．２．２外部地面振動(dòng)源的振動(dòng)特性檢測(cè)，宜按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城

市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》ＧＢ１００７１的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，其地面測(cè)

點(diǎn)之一宜布置在離既有建筑５ｍ范圍內(nèi)的平坦堅(jiān)實(shí)地面上；當(dāng)需

要判定振動(dòng)源相對(duì)準(zhǔn)確的位置時(shí)，宜根據(jù)既有建筑與初步判定外

界振動(dòng)源的相對(duì)位置，增設(shè)布置近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)各一處。

６．２．３對(duì)于偶發(fā)且已判定位置的外部地面振動(dòng)源，可采取模擬

振動(dòng)或重復(fù)發(fā)振的方式。

６．２．４測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)遵循以下原則：

１對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的設(shè)備設(shè)施和撞擊等振動(dòng)源，動(dòng)力響

應(yīng)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在振動(dòng)源附近；

２對(duì)于外部地面振動(dòng)源，動(dòng)力響應(yīng)的測(cè)點(diǎn)宜布置在建筑的

首層，其余樓層可逐層或隔層布置測(cè)點(diǎn)；當(dāng)有地下室時(shí)，宜在最底

層的地下室底板布置測(cè)點(diǎn)；

３各樓層的動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)，宜在順振源的方向上布置若干

個(gè)測(cè)點(diǎn)；

４結(jié)構(gòu)構(gòu)件的動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)變的測(cè)點(diǎn)，宜布置在變形大、受

力不利、動(dòng)力效應(yīng)大的控制位置上；

５結(jié)構(gòu)構(gòu)件的振動(dòng)加速度或速度動(dòng)力響應(yīng)測(cè)點(diǎn)，宜布置在

１／４跨、跨中、３／４跨位置等關(guān)鍵截面，應(yīng)避開主振型節(jié)點(diǎn)。

６．２．５受風(fēng)或爆炸沖擊波等影響的建筑結(jié)構(gòu)，宜在迎向氣流方

向的輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)上布置動(dòng)力響應(yīng)的測(cè)點(diǎn)。

６．２．６古建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)遵循以下要求：

１測(cè)磚石結(jié)構(gòu)的水平響應(yīng)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿兩個(gè)主軸方向分別布

置在承重結(jié)構(gòu)的最高處；

２測(cè)木結(jié)構(gòu)的水平響應(yīng)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在兩個(gè)主軸中跨的頂

層柱頂；

１５

３測(cè)石窟的響應(yīng)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在窟頂?shù)膹较颉⑶邢蚝拓Q向。

６．２．７動(dòng)力響應(yīng)的各測(cè)點(diǎn)，宜布置兩個(gè)水平方向和豎向的振動(dòng)

測(cè)試傳感器。

６．３檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判定

６．３．１對(duì)采集數(shù)據(jù)按照本標(biāo)準(zhǔn)第５．３．１條進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理。

６．３．２采集的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)振動(dòng)的類型選擇不同的評(píng)價(jià)量：

１連續(xù)振動(dòng)：取測(cè)試區(qū)間內(nèi)響應(yīng)信號(hào)幅值的平均值作為評(píng)

價(jià)量；

２瞬態(tài)振動(dòng)：取單次響應(yīng)最大幅值或多次響應(yīng)最大幅值的

算術(shù)平均值作為評(píng)價(jià)量。

６．３．３采集的數(shù)據(jù)宜進(jìn)行頻譜分析，并判斷是否產(chǎn)生共振。

６．３．４評(píng)定振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，可按下列步驟進(jìn)行：

１調(diào)查建筑和振源的狀況；

２檢測(cè)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)；

３確定建筑結(jié)構(gòu)的容許評(píng)價(jià)量；

４綜合分析評(píng)定。

６．３．５振動(dòng)源的振動(dòng)與建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)吻合時(shí)，可判定該

振動(dòng)源是造成建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)或晃動(dòng)的因素。

６．３．６結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果可用于振動(dòng)影響的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)

方法應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：

１各種振源引起的振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ５０８６８的規(guī)定；

２住宅建筑（含商住樓）室內(nèi)振動(dòng)限值應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

《住宅建筑室內(nèi)振動(dòng)限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／Ｔ５０３５５的

規(guī)定；

３建筑樓蓋舒適度的振動(dòng)限值應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑

樓蓋結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》ＪＧＪ／Ｔ４４１的規(guī)定；

１６

４城市各類區(qū)域鉛垂向振級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ１００７０的規(guī)定；

５爆破振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆破

安全規(guī)程》ＧＢ６７２２的規(guī)定；

６工業(yè)振動(dòng)對(duì)古建筑結(jié)構(gòu)的影響，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《古

建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》ＧＢ／Ｔ５０４５２的規(guī)定。

重慶工程建設(shè)

１７

７檢測(cè)報(bào)告的編寫

７．１檢測(cè)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：

１工程概況：工程依據(jù)、目的和要求；地理位置和地形條件；

開竣工日期、實(shí)際完成工作量等；

２技術(shù)措施：檢測(cè)儀器與檢測(cè)方法；

３現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況：日期、天氣、異?，F(xiàn)象、環(huán)境情況和明顯缺

陷情況；

４檢測(cè)結(jié)果；

５檢測(cè)結(jié)論與建議；

６附圖與附表；

７檢測(cè)、審核、批準(zhǔn)人員的簽名。

７．２檢測(cè)報(bào)告應(yīng)結(jié)論準(zhǔn)確、用詞規(guī)范、文字精煉。

重慶工程建設(shè)

１８

附錄犃建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)原始記錄表

工程項(xiàng)目

檢測(cè)依據(jù)

振源

檢測(cè)儀器檢測(cè)環(huán)境

檢測(cè)工況測(cè)點(diǎn)數(shù)量

檢測(cè)地點(diǎn)檢測(cè)時(shí)間

采集儀通道號(hào)測(cè)點(diǎn)編號(hào)傳感器編號(hào)檢測(cè)位置文件名備注

測(cè)點(diǎn)位置

示意圖

數(shù)據(jù)文件名

及存儲(chǔ)位置重慶工程建設(shè)

檢測(cè)人員校核人員檢測(cè)日期

１９

附錄犅振動(dòng)信號(hào)特征值

犅．１均值

在時(shí)間歷程Ｔ內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)狓（狋）所有值得算術(shù)平均值。即

１犜

μ狓＝ｌｉｍ狓（狋）犱狋

犜∫０

離散量表達(dá)形式為

犖

１

μ狓＝狓犻

犖犻∑＝１

犅．２均方值

在時(shí)間歷程Ｔ內(nèi)，振動(dòng)信號(hào)狓（狋）平方值的算術(shù)平均值，即

犜

２１２

ψ狓＝ｌｉｍ狓（狋）犱狋

犜→∞犜∫０

離散量表達(dá)形式為

犖

２１２

ψ狓＝狓犻

犖犻∑＝１

犅．３方差

表示振動(dòng)信號(hào)偏離均值的平方的平均值，即

犜

２１２

σ狓＝ｌｉｍ［狓（狋）－μ狓］犱狋

犜→∞犜∫０

離散量表達(dá)形式為

犖

２１２

σ狓＝（狓犻－μ狓）

犖犻∑＝１

犅．４自相關(guān)函數(shù)

振動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)是描述一個(gè)時(shí)刻狋的數(shù)據(jù)值與另一個(gè)

時(shí)刻狋＋τ的數(shù)據(jù)值之間的依賴關(guān)系，即

重慶工程建設(shè)１犜

犚狓（τ）＝ｌｉｍ狓（狋）狓（狋＋τ）犱狋

犜→∞犜∫０

犅．５功率譜密度函數(shù)

２０

功率譜是用以表示振動(dòng)信號(hào)在某頻段的能量成分，振動(dòng)信號(hào)

在時(shí)間歷程Ｔ內(nèi)的平均功率為

犜

１２

犘＝狓（狋）犱狋

犜∫０

振動(dòng)信號(hào)在單位帶寬Δ犳內(nèi)的平均功率稱為自功率譜密度函

數(shù)犌狓（犳），即

犜

１１２

犌狓（犳）＝ｌｉｍ狓（狋，犳，Δ犳）犱狋

Δ犳犜→∞犜∫０

犅．６互相關(guān)函數(shù)

互相關(guān)函數(shù)犚狓狔是表示兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)狓（狋），狔（狋）相關(guān)性的統(tǒng)

計(jì)量。其定義為

１犜

犚狓，狔（τ）＝ｌｉｍ狓（狋）狔（狋＋τ）犱狋

犜→∞犜∫０

犅．７互功率譜密度函數(shù)

兩組振動(dòng)信號(hào)的互功率譜密度函數(shù)定義為相對(duì)應(yīng)的互相關(guān)

函數(shù)的傅里葉變換：？

１１犜

犌狓狔（犳）＝ｌｉｍ狓（狋，犳，Δ犳）狔（狋，犳，Δ犳）犱狋

Δ犳犜→∞犜∫０

或者

＋∞

１－犼ωτ

犌狓狔（ω）＝犚狓狔（τ）犲犱τ

２π∫－∞

＋∞

犼ωτ

犚狓狔（τ）＝犌狓狔（ω）犲犱犳

∫－∞

互相關(guān)函數(shù)不是偶函數(shù)，一般是復(fù)數(shù)形式，即

犌狓狔（犳）＝犈狓狔（犳）－犼?duì)褷鵂妫?/p>

式中：實(shí)部犈狓狔（犳）稱為共譜密度函數(shù)；虛部犙狓狔（犳）稱為重譜

密度函數(shù)。

犅．８相干函數(shù)

相干函數(shù)也是一個(gè)在頻域中描述兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)相關(guān)特性的

函數(shù)。其定義重慶工程建設(shè)為

Ｇｘｙ（ω）２

２（）

γｘｙω＝

Ｇｘｘ（ω）Ｇｙｙ（ω）

２１

犅．９頻響函數(shù)

設(shè)無阻尼振動(dòng)系統(tǒng)受簡(jiǎn)諧激勵(lì)犳（狋）＝犉犲犼ω狋，其中犉為激勵(lì)

幅值陣列，狀階，則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng)狓＝犡犲犼ω狋，其中狓為穩(wěn)態(tài)位

移響應(yīng)幅值陣列，狀階。

根據(jù)式

（犓－ω２犕）犡＝犉

可得

犎（ω）＝（犓－ω２犕）－１

稱為無阻尼系統(tǒng)的頻響函數(shù)矩陣，ｎ×ｎ階，是實(shí)對(duì)稱矩陣。

無阻尼振動(dòng)系統(tǒng)頻響函數(shù)的模態(tài)展式為

狀犜

φ犻φ犻

犎（ω）＝２

犻∑＝１犽犻－ω犿犻

犅．１０脈沖響應(yīng)函數(shù)

頻響函數(shù)矩陣模態(tài)展式的傅氏逆變換即脈沖響應(yīng)函數(shù)矩陣，

為ｎ×ｎ階

實(shí)對(duì)稱矩陣，即

狀犜

φ犻φ犻

犺（狋）＝ｓｉｎω狅犻狋（狋≥０）

犻∑＝１犿犻ω狅犻

其中第ｅ行第ｆ列元素表示僅在第ｆ?zhèn)€物理坐標(biāo)作用單位脈

沖力，在第ｅ個(gè)物理坐標(biāo)產(chǎn)生的脈沖響應(yīng)

ｎＴ

ｅｉｆｉ

ｈｅｆ（ｔ）＝∑狊犻狀ωｏｉｔ（狋≥０）

ｉ＝１ｍｉωｏｉ

重慶工程建設(shè)

２２

本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明

１為便于在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度

不同的用詞說明如下：

１）表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：

正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴(yán)禁”。

２）表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：

正面詞采用“應(yīng)”；反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。

３）表示稍有選擇，在條件許可時(shí)首先這樣做的用詞：

正面詞用“宜”或“可”；反面詞采用“不宜”。

４）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的：采用“可”。

２條文中指定按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行時(shí)，寫法為“應(yīng)符

合的規(guī)定”。非必須按所指定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其他規(guī)定執(zhí)行時(shí)，寫

法為“可參照”。

重慶工程建設(shè)

２３

引用標(biāo)準(zhǔn)目錄

１《機(jī)械振動(dòng)與沖擊加速度計(jì)的機(jī)械安裝》ＧＢ／Ｔ１４４１２

２《機(jī)械振動(dòng)與沖擊建筑物的振動(dòng)振動(dòng)測(cè)量及其對(duì)建筑物

影響的評(píng)價(jià)指南》ＧＢ／Ｔ１４１２４

３《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ５０８６８

４《古建筑防工業(yè)振動(dòng)技術(shù)規(guī)范》ＧＢ／Ｔ５０４５２

５《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ１００７０

６《爆破安全規(guī)程》ＧＢ６７２２

７《住宅建筑室內(nèi)振動(dòng)限值及其測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／Ｔ５０３５５

８《建筑樓蓋結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》ＪＧＪ／Ｔ４４１

９《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》ＧＢ／Ｔ５０３４４

重慶工程建設(shè)

２４

重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)

檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

犇犅犑５０／犜４１５２０２２

條文說明

重慶工程建設(shè)

２０２２重慶

重慶工程建設(shè)

制訂說明

本標(biāo)準(zhǔn)是編制組對(duì)我市主要建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)單位在建筑結(jié)構(gòu)

動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)方面的試驗(yàn)檢測(cè)情況進(jìn)行了調(diào)查研究，收集

了大量資料，總結(jié)了建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的研

究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)參考借鑒了國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過廣

泛征求意見，反復(fù)修改后制訂的。

為便于廣大設(shè)計(jì)、施工、科研、學(xué)校等單位有關(guān)人員在使用本

標(biāo)準(zhǔn)時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及動(dòng)力

響應(yīng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本標(biāo)準(zhǔn)條文說

明，對(duì)條文規(guī)定的目的、依據(jù)、以及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行

了說明。

重慶工程建設(shè)

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重慶工程建設(shè)

目次

１總則!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３１

３基本規(guī)定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

４儀器設(shè)備!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３

４．１傳感器的選擇與布置!!!!!!!!!!!!!３３

４．２動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)要求!!!!!!!!!!３３

５建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)!!!!!!!!!!!!!!３４

５．１一般規(guī)定!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

５．２檢測(cè)方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

５．３檢測(cè)要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!３５

５．４檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判定!!!!!!!!!!!!３５

６建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)!!!!!!!!!!!!!!３９

６．１一般規(guī)定!!!!!!!!!!!!!!!!!!３９

６．２檢測(cè)方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!６９

重慶工程建設(shè)

重慶工程建設(shè)

１總則

１．１本條闡述了標(biāo)準(zhǔn)的編制目的。制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的，是為了

規(guī)范動(dòng)力檢測(cè)這一新型檢測(cè)技術(shù)在工程質(zhì)量檢測(cè)中的程序和方

法，提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，從而更好地促進(jìn)該技術(shù)的應(yīng)用和

推廣。

１．２本條規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍及意義。建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性包

括固有頻率、阻尼比和振型等，不同振源包括交通運(yùn)輸、爆破、沖

擊、施工振動(dòng)等。構(gòu)筑物的動(dòng)力特性及動(dòng)力響應(yīng)也可參考此

規(guī)程。

１．３本條規(guī)定了動(dòng)力檢測(cè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及對(duì)具體檢測(cè)人員的

要求。

１．４闡述了本標(biāo)準(zhǔn)與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。應(yīng)遵守協(xié)調(diào)一致、

互相補(bǔ)充的原則，即無論是本標(biāo)準(zhǔn)還是其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行動(dòng)

測(cè)法檢測(cè)時(shí)都應(yīng)遵守，不得違反。

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３基本規(guī)定

３．１規(guī)定了制定檢測(cè)方案前應(yīng)該搜集的資料和狀況調(diào)查。

３．２規(guī)定了制定檢測(cè)方案應(yīng)該包括的內(nèi)容。

３．４規(guī)定了檢測(cè)測(cè)點(diǎn)的布置原則。

３．６規(guī)定了動(dòng)力檢測(cè)的一般步驟。在檢測(cè)工作開始前應(yīng)明確檢

測(cè)目的，用以確定測(cè)量?jī)x器的精度和可靠性；同時(shí)，確定檢測(cè)人

員、成本、檢測(cè)時(shí)間安排等。再根據(jù)測(cè)量的環(huán)境條件、振動(dòng)的頻率

范圍、幅值、動(dòng)態(tài)范圍以及理論方向的估計(jì)，合理選擇測(cè)量設(shè)備，

要求小信號(hào)不失真、大信號(hào)不超量程。

測(cè)點(diǎn)的布置和安裝可參考５．２．１、５．２．２、６．２．１和６．２．４條。

在數(shù)據(jù)的調(diào)試過程中，若記錄曲線出現(xiàn)漂移情況，可從以下幾點(diǎn)

查找原因：檢查電源是否正常、檢查測(cè)線接頭是否包好、檢查振動(dòng)

傳感器是否與被測(cè)點(diǎn)固定好、檢查輸入插座是否可靠。

傳感器的具體安裝方式可參考《機(jī)械振動(dòng)與沖擊加速度計(jì)的

機(jī)械安裝》ＧＢ／Ｔ１４４１２。

３．８實(shí)測(cè)電子數(shù)據(jù)應(yīng)保存完整，采用光盤等形式按相關(guān)規(guī)定存

檔，相關(guān)影像資料包括如現(xiàn)場(chǎng)圖片、錄像和高速攝像等。

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４儀器設(shè)備

４．１傳感器的選擇與布置

４．１．１～４．１．３規(guī)定了傳感器的選型、性能要求。目的是為了

避免測(cè)量時(shí)可能因傳感器的選擇不當(dāng)產(chǎn)生的誤差。

４．２動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)要求

４．２．２～４．２．３規(guī)定了動(dòng)測(cè)設(shè)備采集系統(tǒng)的基本要求。目的是

為了避免測(cè)量時(shí)可能產(chǎn)生的誤差。若檢測(cè)儀器對(duì)測(cè)試系統(tǒng)質(zhì)量

和剛度有明顯影響，可通過修正方法予以消除。

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３３

５建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)

５．１一般規(guī)定

５．１．１動(dòng)力特性檢測(cè)結(jié)果可與結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果或原有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)

比，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算及安全性評(píng)價(jià)提供基本技術(shù)資料。

主要應(yīng)用于：驗(yàn)證理論計(jì)算；分析結(jié)構(gòu)的振動(dòng)現(xiàn)象，如扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、

鞭梢效應(yīng)等；尋找減小振動(dòng)的途徑。

５．１．２建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)一般采用環(huán)境激勵(lì)法，對(duì)于僅需

要獲得結(jié)構(gòu)基本模態(tài)的，可采用初始位移法、重物撞擊法等方法。

如結(jié)構(gòu)模態(tài)密集，或者結(jié)構(gòu)特別重要其條件許可，則可以采用穩(wěn)

態(tài)正弦激振方法，手段和適用范圍可參照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗

震試驗(yàn)方法規(guī)程》ＪＧＪ１０１。對(duì)于單點(diǎn)激勵(lì)法測(cè)試結(jié)果，必要時(shí)可

采用多點(diǎn)激勵(lì)法進(jìn)行校核。對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)宜采用多點(diǎn)激勵(lì)

方法。

５．２檢測(cè)方法

５．２．１動(dòng)力特性檢測(cè)時(shí)，傳感器測(cè)試方向如果安裝不一致，其感

應(yīng)的振動(dòng)分量就是會(huì)有差異，影響分析結(jié)果。傳感器如果安裝在

一些容易產(chǎn)生局部振動(dòng)的構(gòu)件上，局部振動(dòng)的信號(hào)會(huì)被感應(yīng)進(jìn)

去，給分析帶來麻煩。測(cè)量記錄時(shí)，傳感器不能隨意翻看和移動(dòng)。

傳感器附近不能有強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，以免影響傳感器的正常工作。

振動(dòng)傳感器的固定，常有三種方法：螺栓固定、磁力底座固定、黏

接方式固定。重慶工程建設(shè)

５．２．２現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，如剛度中心不易確定，平面位置的幾何中心

容易找到，傳感器可放至幾何中心。建筑物的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是整個(gè)建

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筑物繞著結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)中心在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此越遠(yuǎn)離扭轉(zhuǎn)中心，振動(dòng)也

就越大。結(jié)構(gòu)在某一部位斷面突然變化，引起剛度突然變化，或

者質(zhì)量變化，都有可能使結(jié)構(gòu)的振動(dòng)形態(tài)發(fā)生變化，故結(jié)構(gòu)突變

處應(yīng)安放一定數(shù)量的傳感器。

５．２．５采樣定理又稱奈奎斯特定理，奈奎斯特頻率犳狊必須嚴(yán)格

大于信號(hào)包含的最高頻率的２倍。如果信號(hào)中包含的最高頻率

恰好為奈奎斯特頻率，那么在這個(gè)頻率分量上的采樣會(huì)因?yàn)橄辔?/p>

模糊而有無窮多種該頻率的正弦波對(duì)應(yīng)于離散采樣，因此不足以

重建為原來的連續(xù)時(shí)間信號(hào)。

５．３檢測(cè)要求

５．３．２激振器的位置和激振力可引起被測(cè)結(jié)構(gòu)的振型畸變。

５．４檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判定

５．４．１本條規(guī)定了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的方法：

１信號(hào)標(biāo)定和變換。采集得到的數(shù)據(jù)首先需要進(jìn)行標(biāo)定變

換，使之還原成具有相應(yīng)物理單位的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)。

２消除趨勢(shì)項(xiàng)。采集到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，由于可能存在放

大器隨溫度變化產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移、傳感器頻率范圍外低頻性能的

不穩(wěn)定以及傳感器周圍的環(huán)境干擾等因素，大多都含有一定的趨

勢(shì)項(xiàng)；趨勢(shì)項(xiàng)的存在，會(huì)使時(shí)域中的相關(guān)分析或頻域中的功率譜

分析產(chǎn)生很大的誤差，甚至使低頻譜完全失去真實(shí)性，所以必須

將其消除。

３重采樣和濾波處理。通過數(shù)學(xué)運(yùn)算從所采集的離散信號(hào)

中選取感興趣重慶工程建設(shè)部分的信號(hào)，并通過數(shù)字濾波進(jìn)行信號(hào)過濾；濾波

的主要作用有濾除信號(hào)中的噪聲或虛假成分、提高信噪比、平滑

數(shù)據(jù)、抑制干擾、分離頻率等。濾波器按頻率范圍分類有低通濾

３５

波器（ＬＰＦ）、高通濾波器（ＨＰＦ）、帶通濾波器（ＢＰＦ）、帶阻濾波器

（ＢＳＦ）和梳狀濾波器；按照數(shù)學(xué)運(yùn)算方式考慮，數(shù)字濾波又分為時(shí)

域?yàn)V波方法和頻域?yàn)V波方法。

５．４．３本條規(guī)定為常用結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的識(shí)別方法。工程結(jié)構(gòu)動(dòng)

力參數(shù)的識(shí)別方法具體有以下幾種：

１結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識(shí)別法

結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識(shí)別法，是基于結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)或頻率響

應(yīng)（簡(jiǎn)稱頻響函數(shù)）在頻域內(nèi)識(shí)別結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比和振型

等模態(tài)參數(shù)的方法。頻域法可分為單模態(tài)識(shí)別法、多模態(tài)識(shí)別

法、分區(qū)模態(tài)識(shí)別法和頻域總體識(shí)別法。對(duì)小阻尼且各階模態(tài)耦

合較小的系統(tǒng)，用單模態(tài)識(shí)別法可達(dá)到滿意的識(shí)別精度。對(duì)模態(tài)

耦合較大的系統(tǒng)，必須用多模態(tài)識(shí)別法。對(duì)于單自由度體系而

言，宜采用幅值法、分量法以及導(dǎo)納圓法；對(duì)于多自由度體系，宜

采用ＳＩＳＯ法和ＳＩＭＯ法。頻域法的最大優(yōu)點(diǎn)是利用頻域平均技

術(shù)，最大限度地抑制了噪聲影響，使模態(tài)定階問題容易解決，但也

存在若干不足。

２結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識(shí)別法

結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識(shí)別法是指在時(shí)間域內(nèi)識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)

參數(shù)的方法。結(jié)構(gòu)時(shí)域模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的研究與應(yīng)用比頻域

方法要晚一些，是近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來

的。時(shí)域法可以克服頻域法的一些缺陷，特別是對(duì)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)

受到風(fēng)、浪及大地環(huán)境激勵(lì)的作用，它們?cè)诠ぷ髦谐惺艿暮奢d很

難測(cè)量，但響應(yīng)信號(hào)很容易測(cè)得，直接利用響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行

參數(shù)識(shí)別無疑是很有意義的。由于時(shí)域法參數(shù)識(shí)別技術(shù)只需要

響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)，從而減少了激勵(lì)設(shè)備，大大節(jié)省了測(cè)試時(shí)間與

費(fèi)用，這些都是頻域法所不具有的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于不使用平均

技術(shù)，因而分析重慶工程建設(shè)信號(hào)中包含噪聲干擾，所識(shí)別的模態(tài)中除系統(tǒng)模

態(tài)外，還包含噪聲模態(tài)。

如何區(qū)分和剔除噪聲模態(tài)，一直是時(shí)域法中的重要課題。

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３時(shí)頻域識(shí)別方法

實(shí)際工程中的很多環(huán)境激勵(lì)是非平穩(wěn)的隨機(jī)過程，處理這種

非平穩(wěn)的時(shí)變信號(hào)需要能同時(shí)在時(shí)、頻兩域進(jìn)行局部分析的方法

和技術(shù)。聯(lián)合時(shí)頻域方法既有頻域法的優(yōu)點(diǎn)又有時(shí)域法的優(yōu)點(diǎn)，

既利用了直觀的頻率分布信息，又利用了包含豐富結(jié)構(gòu)信息的時(shí)

程響應(yīng)數(shù)據(jù)。聯(lián)合時(shí)頻域方法將結(jié)構(gòu)響應(yīng)在時(shí)頻兩域展開，有利

于識(shí)別非線性響應(yīng)結(jié)構(gòu)的特征，是一種很有前途的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)辨

識(shí)方法。

基于小波變換以及基于希爾伯特黃