[发明专利]一种框架结构层间侧移刚度获取方法及其测量装置

说明书

本发明涉及一种框架结构层间侧移刚度获取方法及其测量装置。框架结构层间侧移刚度获取方法，通过将激振器、力传感器和加速度传感器来分别测得未增加附加质量块时和增加附加质量块时的激振力和加速度的时程信息，进而根据频响函数来对应获得基础特征频率ω₁和附加特征频率ω₂；通过获取的基础特征频率ω₁和附加特征频率ω₂来计算获得所述单自由度动力系统的质量m₁，m₁不受激振器的影响，然后带入到单自由度特征方程得到对应单层框架的层间侧移刚度k_i，这种获取层间侧移刚度k_i的方式，无需像现有技术一样考虑钢丝绳的水平段的水平精度、位移计的架设水平精度等，安装、测量等均会更加简单方便，且最终获得层间侧移刚度k_i均会更加的准确可靠。

技术领域

本发明涉及框架结构层间侧移刚度获取技术领域，特别是一种框架结构层间侧移刚度获取方法及其测量装置。

背景技术

目前的框架结构层间侧移刚度的测量方法往往是采用静载的方式进行，如图1所示，需要竖向设置的参考架1，参考架1位于框架结构的左侧侧面，框架结构可能包括很多层，每层具有一个框架楼板3和位于框架楼板3下方的至少四根框架楼柱4，参考架1上对应每一层的框架楼板3设置有位移计2，位移计2连接框架楼板3的左侧，位于最顶层的框架楼板3右侧拉设有钢丝绳5，钢丝绳5具有水平段和竖直段，竖直段末端具有校准质量块6，采用静载的方式测量框架结构层间侧移刚度时，期间需要保证顶层悬挂校准质量块6的钢丝绳5的水平段保持水平状态，同时需要在各层安装位移计2用于读取各层相对于参考面的位移值，因此存在：

1、难以保证悬挂校准质量块6的钢丝绳5的水平段保持完全水平，由于安装误差，不可避免存在未知的竖向力分量，因此无法得到准确的水平荷载；

2、位移计2的架设难以保证完全的水平状态，因此难以知道准确的水平位移，另外识别结果对位移计2的精度要求较高；

3、随着待测量框架结构的层数增加，需要的位移计2的数量也会随之增加，因此测量成本明显增加。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术采用静载的方式进行框架结构层间侧移刚度的测量的方式，难以保持钢丝绳的水平段的水平使得无法得到准确的水平荷载，以及难以保持位移计的架设水平致使无法得到准确的水平位移，存在框架结构层间侧移刚度的获取准确度不高的问题，提供一种框架结构层间侧移刚度获取方法及其测量装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种框架结构层间侧移刚度获取方法，所述框架结构包括单层框架，所述单层框架的层间侧移刚度获取方法包括以下步骤：

S1、将所述单层框架固定于第一固定结构，并将激振器、力传感器和加速度传感器分别连接所述单层框架的框架楼板构成单自由度动力系统；其中，所述单层框架包括所述框架楼板和至少四根框架楼柱，所有所述框架楼柱支撑于所述框架楼板下方；

S2、在所述单层框架上未增加附加质量块时，通过所述激振器激振所述单层框架，同时所述力传感器实时记录所述单层框架的基础激振力，所述加速度传感器实时记录所述单层框架基础加速度；依据所述基础激振力和所述基础加速度的时程信息计算所述单自由度动力系统的体系频响函数来获得基础特征频率ω₁；

在所述单层框架上增加附加质量块时，通过所述激振器激振所述单层框架，同时所述力传感器实时记录所述单层框架的附加质量激振力，所述加速度传感器实时记录所述单层框架的附加质量加速度；依据所述附加质量激振力和所述附加质量加速度的时程信息计算所述单自由度附加动力系统的体系频响函数来获得附加特征频率ω₂；

S3、根据公式一计算获得所述单自由度动力系统的质量m₁，公式一为：式中，m₀为所述附加质量块的质量；