CN111272586B - 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法 - Google Patents

一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111272586B
CN111272586B CN202010109699.0A CN202010109699A CN111272586B CN 111272586 B CN111272586 B CN 111272586B CN 202010109699 A CN202010109699 A CN 202010109699A CN 111272586 B CN111272586 B CN 111272586B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
existing building
force
vertical
building structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010109699.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111272586A (zh
Inventor
李今保
徐赵东
李碧卿
李欣瞳
郭迎庆
姜涛
李龙卿
淳庆
李书辉
朱品云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Dongnan Special Engineering &technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Dongnan Special Engineering &technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Dongnan Special Engineering &technology Co ltd filed Critical Jiangsu Dongnan Special Engineering &technology Co ltd
Priority to CN202010109699.0A priority Critical patent/CN111272586B/zh
Publication of CN111272586A publication Critical patent/CN111272586A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111272586B publication Critical patent/CN111272586B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，该方法通过在既有建筑竖向结构的表面激发振动力，同时在该竖向结构的另一面放置振动能量收集器，通过接收的加速度、振幅和振频测算出该建筑结构的竖向荷载。本发明方法简单，便于实施，结果可靠。且通过本发明方法检测的竖向荷载可用于判断既有建筑不均匀沉降后的竖向荷载重新分布情况，以作为对其后期加固的参考依据，具有重要的实用价值。

Description

一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法
技术领域
本发明涉及一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法。
背景技术
随着经济的发展和人口的膨胀，土地资源日益短缺，为了满足人们经济活动和居住的需求，越来越多的高楼拔地而起。理论情况下，高楼建筑物的竖向支撑结构均匀地承受其竖向荷载，该荷载的大小是可以通过计算获知的；但是，在实际情况中，往往由于建筑物所在地的地层、地质等因素，致使建筑物的地基存在不均匀的沉降现象，这就使得建筑物的竖向荷载分配有所偏移。
为了保证建筑物的安全及居民生命和财产的安全，很多情况下需要对承地基基础沉降不均匀的建筑物竖向承重构件进行加固。测算出建筑物竖向承重构件上所承担的竖向荷载量，是实施加固的重要参考依据，也是保证加固效果及建筑物安全必不可少的工作环节。目前，针对建筑物竖向荷载检测的技术相对缺乏，因此亟需一种有效的检测既有建筑结构竖向荷载的方法，以辅助建筑结构加固设计。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，通过在既有建筑竖向结构表面施加一个振动力同时在结构的另一面放置一个接收器，接收其加速度、振幅和振频，从而测算出该建筑结构的竖向荷载。具体技术方案如下：
一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，通过在既有建筑竖向结构的表面施加振动力，同时在该竖向结构的另一面放置振动能量收集器，通过接收其加速度、振幅和振频测算出该建筑结构的竖向荷载。
前述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，包括的具体步骤如下：
1)安装设备：在待检测的既有建筑竖向结构的一个侧面安装振动能量收集器；
2)激发振动：在步骤1)中所述的振动能量收集器相对的既有建筑竖向结构的另一侧面施加振动力；同时开启振动能量收集器收集该建筑结构的振动频率、振幅和加速度；
3)计算荷载：将获得的加速度值代入加速度与轴向压力关系的计算函数，计算出待检测的既有建筑竖向结构的轴向压力，即为结构的竖向荷载。
作为优选的技术方案的，所述振动能量收集器为双稳态振动能量收集器。
作为优选的技术方案的，所述所述施加振动力为通过机械方式施加，进一步优选通过振动力激发器施加。
作为进一步优选的技术方案的，所述振动能量收集器在既有建筑竖向结构上安装的位置与振动力施加的位置对应。
作为优选的技术方案的，所述对既有建筑竖向结构进行施加的振动力的力值为确定值，其范围为100N～1000N，具体施加振动力的大小根据建筑结构尺寸调整，建筑结构尺寸规格大，相应的振动力就大。
作为优选的技术方案的，步骤3)中，所述加速度与轴向压力的计算函数为：
N＝f(A,Ф,λ,k)
式中：N为轴向压力，单位：N；A为直接测得的加速度，单位：m/s2(米每平方秒)；Ф为待测建筑结构的约束方式；λ为待测建筑结构的长细比；k为待测建筑结构的线刚度，单位：KN/m。
本发明的有益效果是：
本发明通过对既有建筑结构施加外源的振动力使其发生振动，同时通过振动能量收集器其加速度及振幅和振频，然后通过计算获得该既有建筑结构的竖向荷载。方法简单，便于实施，结果可靠。且通过本发明方法检测的荷载可用于判断既有建筑不均匀沉降后的竖向荷载重新分布情况，以作为对其后期加固的参考依据，具有重要的实用价值。
附图说明
图1为本发明通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的装置剖面示意图；
图中：1、既有建筑竖向结构；2、振动力激发器；3、振动能量收集器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例是一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，如图1所示，通过在既有建筑竖向结构的表面施加振动力，同时在该竖向结构的另一面放置振动能量收集器，通过接收其加速度、振幅和振频测算出该建筑结构的竖向荷载。其原理为：对既有建筑竖向结构施加一个振动力，建筑结构会产生振动，然后根据振动的频率、幅度和加速度判断该建筑结构的线刚度变化，从而判断竖向荷载大小。规律是：在建筑结构的尺寸和周边的约束相同的情况下，建筑结构的竖向荷载越大，其结构的线刚度就越大，该建筑结构产生振动时，其振幅和加速度会变小，振频会变大；相应的，建筑结构的竖向荷载越小，其结构的线刚度就越小，该建筑结构产生振动时，其振幅和加速度会变大，振频会变小。具体步骤如下：
1)安装设备：在待检测的既有建筑竖向结构一面安装振动能量收集器；本实施例中，所述振动能量收集器为双稳态振动能量收集器。
2)激发振动：振动能量收集器安装好后，在其相对侧施加一个振动力，该振动力为一个确定值，其范围为100KN～1000KN，具体施加振动力的大小根据建筑结构尺寸调整，建筑结构尺寸规格大，相应的振动力就大，施加振动力的方式通过机械方式施加，本实施例中为通过振动力激发器施加。开启振动力激发器，根据预先设定好的力值对既有建筑竖向结构进行施加振动力使该既有建筑竖向结构发生振动；同时开启振动能量收集器收集该建筑结构的加速度、振幅和振频；且振动力激发器施加的位置与所述振动能量收集器在既有建筑竖向结构上安装的位置与对应。
3)计算荷载：将步骤2)中测得的既有建筑竖向结构振动的加速度值代入加速度与轴向压力关系的函数，计算出待检测的既有建筑竖向结构的轴向压力，即为其竖向荷载。所述计算荷载的函数为：
N＝f(A,Ф,λ,k)
式中：N为轴向压力，单位：N；A为直接测得的加速度，单位：m/s2(米每平方秒)；Ф为待测建筑结构的约束方式；λ为待测建筑结构的长细比；k为待测建筑结构的线刚度，单位：KN/m。
实施例2
本实施例是实施例1中所述的检测方法在苏州山湖一号纠偏加固工程中的应用。该建筑因地基不均匀沉降导致的其发生倾斜，需要对其进行实施纠偏加固工作，本实施例是检测该建筑的30根底层框架柱上的竖向荷载，给加固方案提供数据支持。具体检测方法如下：
本实施例中，待测建筑物的底层框架柱规格一致，分别编号1～30；然后如实施例1中所述的分别在30根框架柱的一个侧面上安装双稳态振动能量收集器，在收集器相对的侧面的相对位置处均利用振动力激发器对框架柱施加200KN的振动力，使其发生振动；同时开启双稳态振动能量收集器接收框架柱产生的振频、振幅及加速度，再根据荷载计算函数计算各个框架柱的竖向荷载。
本实施例中，30根框架柱在底层部位的每根柱的原结构设计荷载值大小是不一致的，但30根框架柱的约束方式均为两端固定，框架柱的长细比均为6，所施加的振动力也相同；根据振动能量收集器所收集的振频、振幅及加速度值发现，编号为1至10的框架柱比原设计的振动频率变小，振动幅值变大，加速度也变大，则这10根框架柱的线刚度减小，其竖向荷载比原设计值减小；编号为11至20的框架柱比原设计的振动频率变大，振幅及加速度值变小，这10根框架柱的线刚度增加，即其竖向荷载比原设计值增加。在加固方案设计时采取了先采用增加锚杆桩将地基基础沉降稳定后再采用抬升法将1至10轴线的柱进行抬升纠偏，同时也恢复了1至10轴线的荷载值，编号11至20的框架柱在该方案实施过程中使该建筑的竖向荷载重新分配，达到平衡，有效对其倾斜进行了纠偏加固，保证了建筑的安全，保证了居民生命及财产的安全，具有重要的意义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：通过在既有建筑竖向结构的表面施加振动力，同时在该竖向结构的另一面放置振动能量收集器，通过接收其加速度、振幅和振频测算出该建筑结构的竖向荷载；具体操作步骤如下：
1）安装设备：在待检测的既有建筑竖向结构的一个侧面安装振动能量收集器；在竖向结构的另一侧安装振动力激发器，用来对竖向结构施加振动力；
2）激发振动：开启步骤1）中所述的振动力激发器，用来施加振动力；同时开启振动能量收集器收集该建筑结构的振动频率、振幅和加速度；
3）计算荷载：将步骤2）中获得的加速度值代入加速度与轴向压力关系的计算函数，计算出该待检测的既有建筑竖向结构的轴向压力，即为其竖向荷载。
2.根据权利要求1所述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：所述振动能量收集器为双稳态振动能量收集器。
3.根据权利要求1所述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：所述施加振动力为通过机械方式施加。
4.根据权利要求1所述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：所述施加振动力的方式为通过振动力激发器施加。
5.根据权利要求1所述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：所述振动能量收集器在既有建筑竖向结构上安装的位置与施加振动力的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法，其特征在于：步骤2）中，对既有建筑竖向结构进行施加振动力的力值为确定值，其范围为100N～1000N，根据建筑结构尺寸调整。
CN202010109699.0A 2020-02-22 2020-02-22 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法 Active CN111272586B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010109699.0A CN111272586B (zh) 2020-02-22 2020-02-22 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010109699.0A CN111272586B (zh) 2020-02-22 2020-02-22 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111272586A CN111272586A (zh) 2020-06-12
CN111272586B true CN111272586B (zh) 2021-10-08

Family

ID=70999325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010109699.0A Active CN111272586B (zh) 2020-02-22 2020-02-22 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111272586B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR202012551A2 (tr) * 2020-08-10 2022-02-21 Izmir Yueksek Teknoloji Enstituesue Rektoerluegue Bi̇nalarin travmati̇k geçmi̇şi̇ni̇ i̇zleyen hesaplayan kaydeden ve i̇leten beton i̇çi̇ne gömülü bi̇r değerleme si̇stemi̇

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043019A (zh) * 2010-10-21 2011-05-04 重庆大学 一种框架结构损伤识别方法
CN102937646A (zh) * 2012-11-08 2013-02-20 沈阳建筑大学 一种用于混凝土结构的健康监测系统
CN103792263A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 沈阳建筑大学 用于混凝土结构的无线智能骨料健康监测装置及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2031522U (zh) * 1988-02-06 1989-01-25 中南工业大学 混凝土桩基无损动测仪
CN1017749B (zh) * 1988-11-24 1992-08-05 浙江省建筑科学研究所 振动法和传递函数法结合的试桩技术
BE1004103A3 (nl) * 1990-12-11 1992-09-22 Composite Damping Material In Methode en inrichting voor het bepalen van dynamische eigenschappen van een trillingsdempende steun.
JP3340050B2 (ja) * 1997-03-28 2002-10-28 日本たばこ産業株式会社 摩擦摩耗試験機
JP4059836B2 (ja) * 2003-10-29 2008-03-12 曙ブレーキ工業株式会社 バネ定数測定装置
CN101446517A (zh) * 2008-12-17 2009-06-03 中国电力科学研究院 一种输电线路高塔结构振动测试方法
CN101560778B (zh) * 2009-05-07 2011-05-04 邓业灿 建筑物基础桩物探应力波检测方法
CN101587046A (zh) * 2009-06-19 2009-11-25 同济大学 基于动测法的偏心直线预应力混凝土梁桥承载力评估方法
CN102288495B (zh) * 2011-06-09 2013-03-27 南京林业大学 竹/木结构房屋顶梁柱系统动刚度的测试方法
CN102998133A (zh) * 2012-11-19 2013-03-27 东南大学 一种基于准分布式加速度数据的能量损伤识别方法
CN103760238B (zh) * 2014-01-27 2016-08-17 重庆大学 结构构件半刚性连接损伤检测方法
CN107748209B (zh) * 2017-12-04 2020-05-15 中国水利水电科学研究院 一种结构损伤检测方法
CN108802183A (zh) * 2018-06-15 2018-11-13 招商局重庆交通科研设计院有限公司 公路波形梁护栏立柱稳定性现场检测方法
CN110568081B (zh) * 2019-08-01 2022-05-31 北京建筑大学 一种古建筑损伤测试装置及测试方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043019A (zh) * 2010-10-21 2011-05-04 重庆大学 一种框架结构损伤识别方法
CN102937646A (zh) * 2012-11-08 2013-02-20 沈阳建筑大学 一种用于混凝土结构的健康监测系统
CN103792263A (zh) * 2014-01-23 2014-05-14 沈阳建筑大学 用于混凝土结构的无线智能骨料健康监测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111272586A (zh) 2020-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Seismic response of offshore wind turbine with hybrid monopile foundation based on centrifuge modelling
Chen et al. Large-scale experimental investigation of the installation of suction caissons in silt sand
CN106351268B (zh) 一种侧向加载桩土动力响应模型试验箱
CN111272586B (zh) 一种通过激发振动力检测既有建筑结构竖向荷载的方法
CN106049559A (zh) 一种基于荷载补偿的大直径桩基自平衡检测方法
Zheng et al. Transverse shaking table test of a half-scale geosynthetic reinforced soil bridge abutment
CN104712083A (zh) 大跨度拉索玻璃幕墙的拉索张拉方法
CN210376011U (zh) 一种大面积现场直剪试验设备
Orang et al. Experimental evaluation of dynamic response of helical piles in dry sand using 1g shaking table tests
CN110700332A (zh) 一种既有建筑加固桩基静载试验反力装置及其试验方法
CN108343096B (zh) 用于测量海上风机桶形基础动阻抗复合试验装置及方法
CN107059958B (zh) 预应力钢绞线锚索张拉力的检测系统与方法
CN111175117B (zh) 一种通过截取砼结构试件检测既有建筑竖向结构荷载的方法
CN111965033A (zh) 一种抗浮锚杆无损检测设备及施工方法
CN201826335U (zh) 预应力锚杆加固工程的预紧力动态监测系统
CN101824828A (zh) 预制打压入桩的单桩承载力的岩土工程综合确定方法
Li et al. Investigation on the seismic response of nuclear power stations with a pile-raft foundation using centrifuge tests
CN106245689B (zh) 一种混合材料支撑桩轴力的监测方法
CN114809713A (zh) 一种高层建筑物倾斜纠偏加固的实时智能控制方法及系统
Su et al. Influence of Construction Sequence on the Force Characteristics of Foundation Pit Support Structure
CN203569600U (zh) 一种桩底基岩载荷试验装置
CN106939622A (zh) 扩大头间距对扩底抗拔桩承载力的影响研究试验装置
CN109024269B (zh) 适用于采空区场地的沉降补偿箱型桥梁及其沉降补偿方法
CN206638503U (zh) 海上风电试验台
Sun et al. Field experimental study on cyclic uplift behavior of anchored pier foundations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant