[发明专利]大尺度复杂建筑结构振动响应的监测方法

说明书

本发明公开了一种大尺度复杂建筑结构振动响应的监测方法，该方法将复杂建筑结构以承重结构构件简化，划分为各个长方体型式的单元结构；单元结构中以实体边、实体面为基础部件，实体构件上任意一点到该构件强约束固结点的最近距离代表该点的振动响应距离；同时，依据构件本身的柔度评估各个实体边、实体面构件的受振权重系数，振动响应距离与受振权重系数的乘积作为构件上某点的自由程度；统计所有单元结构，以其中最大自由程度为单位1，将所有构件的自由程度归一化处理，得到复杂结构的自由率分布；将自由率等间隔划分，于梯段值位置布置振动传感器仪器。本发明能够高效准确地监测和评价大尺寸复杂建筑物的振动响应，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于建筑安全监测的技术领域，具体涉及一种大尺度复杂建筑结构振动响应的监测方法。

背景技术

在矿山、石化及交通等大型工程建设中，通常面临爆破开挖或掘进开挖的振动安全控制问题，控制效果的好坏直接影响了已建复杂建筑物的安全稳定及其它在建结构的施工效率与安全。针对此类问题，尤其是对于结构形式复杂且尺寸巨大的建筑结构，传统监测技术主要通过布置多个单点振动传感器来监测结构中重点部位振动响应，布置方法不系统，且缺乏依据，传统方法对结构形式简单、小尺寸建构筑物较为适用，但无法准确、全面地对复杂结构、大尺度建筑的整体振动评价作出有效判断。

鉴于上述问题，开发一种既能提高监测效率，又能改善建筑物整体评价效果的振动评价方法具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种大尺度复杂建筑结构振动响应的监测方法，该方法能够准确、系统、全面地确定大尺度复杂建筑结构的振动响应点的布设，在有效提高振动监测效率的同时，改善建筑物整体监测效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大尺度复杂建筑结构振动响应的监测方法，包括如下步骤：

步骤1：将大尺度复杂建筑进行简化保留承重结构构件，再将承重结构构件按空间分布划分为i个长方体型式的空间结构，并将每个长方体型式的空间结构作为一个单元结构；

步骤2：每个单元结构中以实体边、实体面为基础部件，基础部件上任意测点到该单元结构中的约束固结点的最近距离代表该侧点的振动响应距离l_i；同时，依据柔度评估各个实体边、实体面的受振权重系数α_i，α_i＝λ_i/λ_max，λ_i为各实体边、实体面的柔度，λ_max为建筑物中所有承重结构构件中的最大柔度；

步骤3、根据步骤2的单元结构中各基础部件的振动响应距离l_i与其对应权重系数α_i，得到各单元结构中的各基础部件测点对应的自由程度r_i＝l_i×α_i；

步骤4、统计所有单元结构中的自由程度，找到最大自由程度r_max并将其作为单位1，无量纲归一化处理全部单元结构中所有基础部件的自由程度得到所有单元结构的自由率R_i的分布情况，即R_i＝r_i/r_max；

步骤5、将自由率单位1等间隔划分，在各单元结构中于自由率等间隔划分点对应的测点位置处布置振动传感器，从而对建筑振动响应进行有效监控。

进一步地，在步骤1中，在对复杂建筑物进行简化时，对非承重结构进行简化，保留承重结构，承重结构包括承重墙体、框架柱、支墩柱、楼板、梁。

进一步地，步骤2中柔度