专利名称：竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法
技术领域：
本发明涉及是轻型竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法，属于测量木质结构建筑技术领域。
背景技术：
轻型木质结构房屋越来越受到世人青睐。木结构房屋具有结构稳定性高、防火性能及隔声性能优良、耐久性高等优点，特别是在地震多发地区，其表现尤为突出。静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度，动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需要的动态力。动刚度是指结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力。动刚度是描述结构减振性能的关键指标。在木结构或竹质结构建筑中，支撑是保证平面结构空间稳定的一项措施。垂直支撑能有效地防止屋架的侧倾，并有助于保持屋盖的整体性，因而也有助于保证屋盖刚度可靠性地发挥作用，而不至于遭到不应有的削弱。因此，对木质建筑中的顶梁柱结构系统进行动刚度性能测试评价，为轻型竹/木结构建筑房屋的设计工作提供参考，有重要意义。
刚度幅值A ；以民ms =T^y计算出该阶频率f下的动刚度有效值t
发明内容
本发明的目的是提供一种测试时间短、数据精确和可靠的竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法。本发明的竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法，是以装有力传感器的力锤敲击设置有加速度传感器的顶梁柱；把力传感器检测的反应力锤敲击力T大小的输出信号以及加速度传感器检测的反应顶梁柱加速度G大小的输出信号送入信号调理箱经放大、 滤波后输出，再送入信号采集箱内进行数据采集；然后进行A/D转换后进行数据处理，得出动刚度幅值A = T/G的频域图；从该频域图中得出某阶频率f及与该阶频率f相对应的动
A上述的测试方法，它还包括以五m计算出该阶频率f下的动刚度峰峰值的步骤。上述的测试方法，所述某阶频率f是指基频f”从频域图中可以得出基频大小
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^m =27^·可以计算出基频fi下的动刚度峰峰值。上述的测试方法，所述某阶频率f是指二阶频率f2。从频域图中可以得出二阶频
率f2大小及与二阶频率f2相对应的动刚度幅值A ；以Erms =..A ..2计算出二阶频率f2下
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的动刚度有效值，以五m可以计算出二阶频率f2下的动刚度峰峰值。
及与基频相对应的动刚度幅值A ；以瓦ms = r、2计算出基频下的动刚度有效值，以
本发明的有益效果本发明运用机械动力学的瞬态激励法，对轻型竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度进行测量。1、采用的本测试方法能客观反映实际状况下的木质顶梁柱的动态变形的情况，其测试时间短，数据翔实、精确和可靠。2、能从试件的频域图中得到基频忧)、二阶频率(f2)和动刚度幅值等，并进行相关的分析。本发明针对木质建筑中的顶梁柱结构系统进行动刚度性能测试，评价其动态稳定性，为轻型竹/木结构建筑房屋的设计工作提供参考，具有广阔的应用前景。
图1是顶梁柱频响函数测定试验框图；图2是实施例1中的顶梁柱的频响函数频谱(H1)；图3是实施例1中的顶梁柱的动刚度频谱(1/ )。
具体实施例方式实施例竹质结构抗震安居示范房顶梁柱系统的动刚度测试。测试步骤。第一步，参见图1，测量所用顶梁柱1材料为碳化系列的竹重组方材，该顶梁柱从基础顶面到建筑物最高点的高度H为4. 5m、柱的方材宽度为130mm。第二步，参见图1所示连接各仪器。用于敲击顶梁柱1的力锤2上设置检测力锤敲击力τ大小的力传感器3。在顶梁柱上设置检测顶梁柱加速度G大小的加速度传感器4。 力传感器3和加速度传感器4输出接AZ信号调理箱的输入，AZ信号调理箱的输出接AZ信号采集箱(或者PCI9111卡)。AZ信号采集箱的输出经A/D转换后接计算机的数字信号处理DSP芯片。第三步，调用信号即南京安正软件工程有限责任公司的WCras系统分析软件，建立作业，进行参数设置，参数设置为分析频率为1000Hz ；触发方式为负触发(触发电平 5%、触发延迟-20)；信号放大倍数为100 ；为防止频率混迭，选择低通滤波器的频率上限， 滤波频率设为IOOOHz。第四步，正式测量前，进入示波方式，连续敲击试件，以检查仪器连接线是否接通， 电源是否打开，以及参数设置、程控放大和放大倍数设置档是否合理。如不合理应重新设置。第五步，用橡胶力锤敲击顶梁柱，触发采集数据，进行信号频谱分析。第六步，由频域图中第1、2峰值读出基频值= 13. 67Hz、基频对应的动刚度幅值 A = 696. 65N/ (m/s2)及二阶频率f2 = 78. 13Hz、二阶频率对应的动刚度幅值A = 222. 63N/ (m/s2)。基频= 13. 67Hz下，顶梁柱动刚度有效值
权利要求
1.竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法，其特征是以装有力传感器的力锤敲击设置有加速度传感器的顶梁柱；把力传感器检测的反应力锤敲击力T大小的输出信号以及加速度传感器检测的反应顶梁柱加速度G大小的输出信号送入信号调理箱经放大、滤波后输出，再送入信号采集箱内进行数据采集；然后进行A/D转换后进行数据处理，得出动刚度幅值A = T/G的频域图；从该频域图中得出某阶频率f及与该阶频率f相对应的动刚度幅值A ；以Erms = T^7P计算出该阶频率f下的动刚度有效值。 (2^· J)
2.如权利要求1所述的测试方法，其特征是它还包括以五m=27^_计算出该阶频率 f下的动刚度峰峰值的步骤。
3.如权利要求1或2所述的测试方法，其特征是所述某阶频率f是指基频f\。
4.如权利要求1或2所述的测试方法，其特征是所述某阶频率f是指二阶频率f2。
全文摘要
本发明提供一种测试时间短、数据精确和可靠的竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法。它是以装有力传感器的力锤敲击设置有加速度传感器的顶梁柱；把力传感器检测的反应力锤敲击力T大小的输出信号以及加速度传感器检测的反应顶梁柱加速度G大小的输出信号送入信号调理箱经放大、滤波后输出，再送入信号采集箱内进行数据采集；然后进行A/D转换后进行数据处理，得出动刚度幅值A＝T/G的频域图；从该频域图中得出某阶频率f及与该阶频率f相对应的动刚度幅值A；以计算出该阶频率f下的动刚度有效值。
文档编号G01N3/24GK102288495SQ20111015255
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者卫佩行, 杨小军, 梁星宇, 王正 申请人:南京林业大学