福建省工程建设地方标准DB

1、福建省工程建设地方标准DB工程建设地方标准编号：DBJ/T住房和城乡建设部备案号：J建筑结构动力特性及动力响应检测技术规程Technical specification for inspecting dynamic characteristics and dynamic response of building structures（征求意见稿）2016-*-*发布2017-*-*实施福建省住房和城乡建设厅发布福建省工程建设地方标准建筑结构动力特性及动力响应检测技术规程Technical specification for inspecting dynamic characteristics

2、and dynamic response of building structures工程建设地方标准编号：DBJ/T住房和城乡建设部备案号：J主编单位：福建省建筑科学研究院批准部门：福建省住房和城乡建设厅实施日期：2016年*月*日2016年福州前言本规程是根据福建省住房和城乡建设厅关于印发2012年科学技术项目计划的通知(闽建科201223号）的要求，规程编制组进行了广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内外有关先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制了本规程。本规程共7章和5个附录，主要技术内容是：1 总则；2 术语和符号；3 基本规定；4 检测仪器设备；5 建筑结构动力特性检测；6 建

3、筑结构动力响应检测；7 检测报告的编写；附录等。本规程由福建省住房和城乡建设厅负责管理，福建省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。在执行过程中如有意见或建议，请随时反馈至福建省住房和城乡建设厅建筑节能与科技处（地址：福州市北大路242号，邮编：350001），或福建省建筑科学研究院（地址：福州市杨桥中路162号，邮编：350025）。本规程主编单位：福建省建筑科学研究院本规程参编单位：本规程主要起草人：本规程主要审查人：目 次 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc458882788 1总则 PAGEREF _Toc458882788 h 1 HYPERLINK l

4、 _Toc458882789 2术语和符号 PAGEREF _Toc458882789 h 2 HYPERLINK l _Toc458882790 2.1术语 PAGEREF _Toc458882790 h 2 HYPERLINK l _Toc458882792 2.2 符号 PAGEREF _Toc458882792 h 4 HYPERLINK l _Toc458882793 3基本规定 PAGEREF _Toc458882793 h 6 HYPERLINK l _Toc458882794 4检测仪器设备 PAGEREF _Toc458882794 h 9 HYPERLINK l _Toc4

5、58882795 4.1 传感器的选择与布置 PAGEREF _Toc458882795 h 9 HYPERLINK l _Toc458882796 4.2动态数据采集系统技术要求 PAGEREF _Toc458882796 h 10 HYPERLINK l _Toc458882797 4.3动态数据采集设备维护 PAGEREF _Toc458882797 h 11 HYPERLINK l _Toc458882798 5建筑结构动力特性检测 PAGEREF _Toc458882798 h 12 HYPERLINK l _Toc458882799 5.1一般规定 PAGEREF _Toc4588

6、82799 h 12 HYPERLINK l _Toc458882800 5.2检测方法 PAGEREF _Toc458882800 h 13 HYPERLINK l _Toc458882801 5.3数据处理 PAGEREF _Toc458882801 h 13 HYPERLINK l _Toc458882803 5.4 结果评价 PAGEREF _Toc458882803 h 14 HYPERLINK l _Toc458882804 6建筑结构动力响应检测 PAGEREF _Toc458882804 h 16 HYPERLINK l _Toc458882805 6.1一般规定 PAGERE

7、F _Toc458882805 h 16 HYPERLINK l _Toc458882806 6.2检测方法 PAGEREF _Toc458882806 h 17 HYPERLINK l _Toc458882807 6.3数据处理 PAGEREF _Toc458882807 h 18 HYPERLINK l _Toc458882808 6.4结果评价 PAGEREF _Toc458882808 h 19 HYPERLINK l _Toc458882809 7 检测报告的编写 PAGEREF _Toc458882809 h 20 HYPERLINK l _Toc458882810 附录A加速度/

8、速度传感器的布置准则 PAGEREF _Toc458882810 h 21 HYPERLINK l _Toc458882811 附录B结构动力参数识别方法 PAGEREF _Toc458882811 h 22 HYPERLINK l _Toc458882812 附录C建筑结构动力检测原始记录表 PAGEREF _Toc458882812 h 27 HYPERLINK l _Toc458882813 附录D振动信号特征值 PAGEREF _Toc458882813 h 28 HYPERLINK l _Toc458882814 本规程用词说明 PAGEREF _Toc458882814 h 31

9、HYPERLINK l _Toc458882816 引用标准目录 PAGEREF _Toc458882816 h 32附： HYPERLINK l _Toc458882817 条文说明（请补充） PAGEREF _Toc458882817 h 33Contents TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc447615219 1General provisions PAGEREF _Toc447615219 h 1 HYPERLINK l _Toc447615220 2Definitiong and symbols PAGEREF _Toc447615220 h 2 HY

10、PERLINK l _Toc447615221 2.1 Definitiong PAGEREF _Toc447615221 h 2 HYPERLINK l _Toc447615222 2.2 Symbols PAGEREF _Toc447615222 h 4 HYPERLINK l _Toc447615223 3Basic requirements PAGEREF _Toc447615223 h 6 HYPERLINK l _Toc447615224 4Detecting instrument and equipment PAGEREF _Toc447615224 h 8 HYPERLINK

11、l _Toc447615225 4.1 Sensor selection and placement PAGEREF _Toc447615225 h 8 HYPERLINK l _Toc447615226 4.2Technical requirements of data acquisition system PAGEREF _Toc447615226 h 9 HYPERLINK l _Toc447615227 4.3Equipment maintenance of data acquisition system PAGEREF _Toc447615227 h 10 HYPERLINK l _

12、Toc447615228 5Inspecting the dynamic characteristics of building Structures PAGEREF _Toc447615228 h 12 HYPERLINK l _Toc447615229 5.1General requirements PAGEREF _Toc447615229 h 12 HYPERLINK l _Toc447615230 5.2Inspecting methods PAGEREF _Toc447615230 h 12 HYPERLINK l _Toc447615231 5.3Data processing

13、PAGEREF _Toc447615231 h 13 HYPERLINK l _Toc447615232 5.4 Evaluation for results PAGEREF _Toc447615232 h 14 HYPERLINK l _Toc447615233 6Inspecting dynamic response of building structures PAGEREF _Toc447615233 h 16 HYPERLINK l _Toc447615234 6.1General requirements PAGEREF _Toc447615234 h 16 HYPERLINK l

14、 _Toc447615235 6.2Inspecting methods PAGEREF _Toc447615235 h 17 HYPERLINK l _Toc447615236 6.3Data processing PAGEREF _Toc447615236 h 18 HYPERLINK l _Toc447615237 6.4Evaluation methodology PAGEREF _Toc447615237 h 18 HYPERLINK l _Toc447615238 7Writing of Inspecting repor PAGEREF _Toc447615238 h 20 HYP

15、ERLINK l _Toc447615240 Appendix A Evaluation criteria for acceleration sensor placement PAGEREF _Toc447615240 h 28 HYPERLINK l _Toc447615241 Appendix B Identification method of structural dynamic parameter PAGEREF _Toc447615241 h 29 HYPERLINK l _Toc447615242 Appendix C Original record for inspecting

16、 dynamic characteristic of building structures PAGEREF _Toc447615242 h 34 HYPERLINK l _Toc447615243 Appendix D The vibration signal characteristic valus PAGEREF _Toc447615243 h 36 HYPERLINK l _Toc447615244 Explanation of wording in this code PAGEREF _Toc447615244 h 38Addition: HYPERLINK l _Toc447615

17、245 Explanation of provisions PAGEREF _Toc447615245 h 391总则1.0.1为规范建筑结构动力特性和动力响应的测试方法和程序，保证检测方法的科学性、提高测试结果的可靠性，做到技术先进、数据可靠，制订本规程。1.0.2本规程适用于各类建筑结构（混凝土结构、钢结构、砖石结构、木结构、组合结构等）的动力特性如结构固有频率、阻尼比和振型等的检测，以及不同振源（如交通振动、台风、爆炸和冲击、建筑施工振动等）对建筑结构振动影响的检测及评估。1.0.3建筑结构振动测试应委托具有相应检测资质的检测机构进行；检测人员应进行专业技术培训并具有相应的检测能力。1.

18、0.4按本规程进行建筑结构振动检测时，除应遵守本规程的规定外，尚应符合国家与福建省的现行有关标准的规定。2术语和符号（请斟酌补充）2.1术语2.1.1 动力特性dynamic characteristic表示结构固有特性的基本物理量，如固有频率、阻尼比和振型等。2.1.2 动力响应dynamic response表示结构受动力输入作用时的输出，如位移响应、速度响应、加速度响应等。2.1.3 频率特性frequency characteristic表示结构振动频率的基本物理量，一般包括幅频特性和相频特性。2.1.4 频率范围frequency range传感器或测振系统正常工作的频带，在这个频带

19、内输入信号频率的变化不会引起它们的灵敏度发生超出指定的百分数的变化。2.1.5 灵敏度sensitivity表示传感器信号输出幅值与被测信号的输入幅值之比。2.1.6 横向灵敏度transverse sensitivity传感器沿主轴方向振动时其横向振动幅值与主轴方向振动幅值之比，用百分比来表示，横向灵敏度越小越好，一般要求应小于3%5%。2.1.7 相位差phase difference不同信号内相同频率对应两谐波分量之间的相位角之差。2.1.8 信噪比signal to noise ratio表示放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比，常用分贝数dB表示。2.1.9 动态范围dyn

20、amic range可测量的最大振动量与最小振动量之比，常用分贝数dB表示。2.1.10 环境激励法ambient excitation method利用结构周围环境随机激励引起的振动进而来识别结构动力特性的一种方法。2.1.11 随机振动random vibration在未来任一给定时刻，其瞬时值都不能精确预知的振动。2.1.12 优势频率dominant frequency在谱密度曲线上与最大值对应的频率。2.1.13 瞬态振动transient vibration非稳态、非随机持续时间短暂的振动。2.1.14 振动烈度vibration severity诸如极大值、平均值、均方根值或其它

21、描述振动的参数中的一个或一组指定值。它可适用于瞬时数据或平均后的数据。2.1.15 奈奎斯特nyquist frequency1/2倍的采样频率。2.1.16 传感器 transducer / sensor能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。2.1.17 传感器频响范围 sensor frequency range传感器在此频率范围内，输入信号频率的变化不会引起其灵敏度和相位发生超出限值的变化。2.1.18 结构分析模型修正 structural analyzing model updating通过识别或修正分析模型中的参数，使模型计

22、算分析结果与实际量测值尽可能接近的过程。2.2 符号时间 周期 频率 圆频率 加速度 速度 位移 刚度 质量 阻尼比 均值 均方值 方差 自相关函数 自功率谱函数 互相关函数 互功率谱函数 相干函数 相位角 倒功率谱 频响函数 脉冲函数 信号最高频率分量 采样频率 分贝 快速傅里叶变换 功率谱函数中结构的第n阶固有频率结构共振响应的时间常数3基本规定3.0.1 建筑结构动力特性及动力响应检测方案编制之前，应进行建筑结构的状况调查和资料收集，状况调查和资料收集宜包括下列内容：1 工程场地勘察报告、结构设计、施工及竣工资料；2 建筑物实际使用条件和内外环境；3 建筑场地及其邻近的振源分布状况；4

23、已确定振源的振动属性及传播路径；5 历年来结构检测、养护及维修资料；3.0.2 建筑结构动力特性及动力响应检测方案的制定，宜包括下列内容：1 检测目的；2 检测依据；3 检测设备及要求；4 检测内容及具体方法；5 仪器测点布置图；6 安全技术措施等;7 下列情况下建筑结构的检测方案宜进行专门技术论证：(1) 甲类或复杂的乙类抗震设防类别的高层与高耸结构、大跨空间结构；(2) 特殊及结构形式复杂的结构，尤其是古建筑结构；(3) 发生严重事故，经检测、处理与评估后恢复施工或使用的建筑结构；(4) 检测方案复杂或其他需要论证的建筑结构；(5) 荷载或者激励源比较特殊的建筑结构等。3.0.3 检测测点

24、应符合下列规定：1 应反映检测对象的实际状态及变化趋势，且宜布置在检测参数值的最大位置；2 测点的位置、数量宜根据结构类型、设计要求、检测项目及结构分析结果确定；3 测点的数量和布置范围应有冗余量，重要部位应增加测点；4 可利用结构的对称性，减少测点布置数量；5 宜便于检测设备的安装、测读、维护和替代；6 不应妨碍检测对象的正常使用；7 在符合上述要求的基础上，宜缩短信号的传输距离。3.0.4 检测仪器选择与检查：1 选择测试设备应满足测量精度要求，一般要优于预测测量值的5%；2 测试设备应满足试验需要的量程和动态范围；3 同一次试验宜选用同种类型或者规格的测试设备；4 试验测试设备应经过计量

25、检定/校准；5 试验之前应对测量传感器和数据采集系统等进行检查和内部标定。3.0.5 建筑结构动力特性及动力响应检测一般按照以下步骤进行：1 根据测试对象及其目的，选择合适的测量参数；2 根据结构类别、结构形式和监测要求布置测点，测点的布置应符合第5章和第6章的相关要求；3 根据检测要求选择并安装传感器，传感器的安装应与测试目的相一致并遵循机械振动与冲击加速度计的机械安装GB/T14412的要求。4 连接导线（包括屏蔽线和接地线），对整个测量系统进行调试；5 合理设置测试参数，包括对采样频率、采集时间、采集系统放大倍数、传感器灵敏度等参数进行设置；要求小信号不失真、大信号不超过量程。6 根据监

26、测目的和测试方法选择合适的激励方法并施加激励；7 采集数据并保存。3.0.6 现场检测时，检测设备、仪器均应有防风、防雨雪、防晒、防振、防雷电和接地等保护措施。3.0.7 检测场地应避开外界干扰振源，测点应避开地下管道、电磁场、噪声、射线等；对于爆炸、冲击等高速振动测试，应当有专门的防护技术措施，防止破片等意外损伤仪器设备。3.0.8 对建筑结构进行现场动力检测时，不得对建筑结构造成损害。3.0.9 进行建筑结构进行动力检测时，应制定安全保护措施，并满足相应设备操作安全规程和相关国家安全规程。3.0.10 现场检测记录应包括下列内容：1 测试仪器：名称、型号、管理编号；2 振源情况记录；3 结

27、构几何特征、测点布置情况（附简图和照片）；4 实测时程曲线（如加速度时程、速度时程、位移时程、压力时程、应变时程等）以及相关影像资料（如现场图片、录像和高速摄像等）5 检测过程中的情况说明；6 检测人员、校核人员、测试日期、检测单位。3.0.11 实测电子数据和影像资料应完整保存并按相关规定存档。3.0.12 检测结果分析评定宜包含下列内容：1 理论分析计算：依据检测目的开展必要的理论建模分析计算，获取结构动力特性或动力响应的理论值；2 数据统计分析：对原始检测记录数据或者图像资料进行科学分析处理，包括重采样和滤波、专门软件的统计分析、参数识别等，提取有价值的信息；3 实测和理论计算的对比分析

28、：必要时结合模型修正技术进行理论模型修正和参数识别，或者结合相关规范规程进行对比分析，获取相关结论；4 检测报告编制：根据理论计算和实测数据分析处理结果，对建筑结构的动力特性或动力响应做出科学判断与评价，形成相应的检测技术报告。4检测仪器设备4.1 传感器的选择与布置4.1.1 传感器的选型应按下列原则进行选择：1 应根据具体的项目要求，本着“技术先进、性能优越、稳定和兼顾性价比最优”的原则选择合理的传感器类型和数量。2 宜采用测量精度高、稳定性良好、抗干扰能力强、信噪比满足实际工程需求的传感器。3 宜选择具有自补偿功能的传感器。4 传感器应满足实际结构的环境要求。5 传感器应符合检测系统对灵

29、敏度、通频带、动态范围、量程、线性度、稳定性、供电方式及寿命等要求。4.1.2 传感器的性能应符合下列要求：1 传感器的实用量程宜为其满量程的80%左右，且最大工作状态点不应该超过满量程；2 根据检测参数和传感器类型确定合理的采样频率，一般采样频率应为检测结构最大关注频率的10倍以上；3 传感器应具有良好的线性度；4 传感器应具有良好且稳定的灵敏度及信噪比；5 传感器应具有良好的分辨率，且不低于检测结构参数的最小单位量级；6 传感器应具有良好且稳定的重复性；7 传感器的漂移应控制在允许的范围内；8 传感器应选择合理的供电模式。4.1.3 对于实时监测要求比较高的传感器，还需要考虑以下动态特性：

30、1 传感器的传递函数。2 传感器的频率响应函数。3 传感器的动态标定与校准。4.1.4 传感器的选型和使用注意事项宜参照传感器功能特点。4.1.5 传感器的布置宜遵循下列原则：1 测得的数据对实际结构的动力参数变化或环境变化较为敏感；2 测得的数据要能充分并准确地反应结构的动力特性；3 测得的参数应能够与理论分析结果建立起对应关系；4 宜在结构主要受力构件和部位上布置；5. 能够通过合理添加传感器对感兴趣的局部进行数据重点采集；6 需在结构响应最不利处或已发生较严重病害、损伤处布置；7 可合理利用结构的对称性原则，达到减少传感器布置的目的；8 宜减小检测信号的传输距离。9 传感器的布置宜基于工

31、程经验和有限元分析结果，确定极值或者关键控制截面及部位。4.1.6 常用传感器布置准则宜符合本规程附录A 的有关规定。4.2动态数据采集系统技术要求4.2.1 数据采集系统一般由激振系统、传感器、信号放大调理器、动态信号采集分析仪等组成。4.2.2 信号放大调理器应符合下列要求：1 放大器应采用带低通滤波功能的多通道放大器，低通滤波大于24dB/oct，且上限频率可进行30、100、300、1k、3k、10k、30k（Hz）、Pass分档切换。2 放大器频响范围：一般低频不大于 0.5Hz，高频大于传感器上限频率。频响越宽越好，宜DC300kHz内频响曲线平坦。3 噪声水平：时间漂移小于 3V

32、/h，温度漂移小于 1V/，噪声水平折算至输入端应低于 2V。4 多通道放大器要求各个通道间无串扰，各通道相位一致，频响范围相同。4.2.3 数据采集与记录应符合下列要求：1 数据采集与记录宜采用多通道数字采集和存储系统；2 A/D 转换器位数应不小于16位，宜采用24bit或以上A/D转换器；3 系统准确度不低于0.5%， HYPERLINK mailto:%3F%3F%3F%3F%3F%3F%3F%3F%3F%3F0%2E2o%401kHz 相位一致性偏差应小于0.1ms；4 如在采集过程中出现通信异常，数据采集不受影响，正常存储采集数据，并可在通信恢复后续传断点之后采集的数据；5 如在采

33、集过程中出现异常状况，异常状况前采集的数据不受影响。异常状况排除后，采集数据可正常导出；6 振动数据采集系统能进行加速度、速度、位移测量，宜将传感器、信号放大、数据采集于一体，直接可进行加速度、速度、位移测量，并可进行相关的数据分析；7 应变数据采集系统能进行1/4桥、半桥、全桥测量，宜程控切换桥路，方便试验；8 应变数据采集系统提供2V、5V供桥，方便接入不同的桥式传感器；9 数据采集系统宜采用交流或者电池供电，如果是电池供电，且振动数据采集系统连续工作时间不小于8小时，应变数据采集系统连续工作时间不低于6小时。4.2.4 信号分析系统应具有基本的数字信号处理功能：1 时域幅值统计，包含均值

34、、最大值、最小值、均方根值、峰值、偏度、峰度、波峰因数、波形因数等；2 多种预处理分析功能，包含拟合、平滑、去趋势、去野点、修正、截取另存为等基础功能；3 提供多种格式数据转换，采集数据可转换成UFF文件、文本文件、Excel表格文件、Matlab文件，以及支持其他文件导入系统进行分析功能；4 滤波功能，能进行带通、带阻、高通、低通等多种FIR、IIR滤波器设计及滤波功能；5 FFT功能，自谱、互谱计算功能；6 包含应变花分析、倍频程分析计算功能。4.3动态数据采集设备维护4.3.1 测试系统应每年进行一次系统的标定，并应经检定/校准（或验证）合格；在投入使用前应进行必要的校准；4.3.2 测

35、试系统在使用、运输和保管过程中应注意防水、防尘、防潮、防曝晒和防剧烈振动等。4.3.3 在环境规定条件的现场使用，应注意避免酸、碱、盐、雾、雨淋及过强的幅射场、电场、磁场。4.3.4 存放时，应将仪器盖好，防止灰尘污染，以减小输入、输出插头的接触电阻，若一旦污染，应根据污染性质选择适当的溶剂（如无水乙醇、乙醚、四醚化碳等），以白绸布蘸少许将污物擦净。5建筑结构动力特性检测5.1一般规定5.1.1 建筑结构动力特性检测包括结构的固有频率、阻尼比、模态振型等参数。5.1.2 建筑结构动力特性检测方法一般采用环境激励法或强迫振动法进行检测。5.1.3 检测系统应符合下列要求：1 检测系统通频带应包括

36、被测结构的感兴趣频率范围，一般应用时，频率范围应选择0.5200Hz；信噪比应大于80dB；2 监测设备的选择应符合检测项目与方法及系统功能的要求，并具有稳定性、耐久性、兼容性和可扩展性；3 测得信号的信噪比应符合实际工程分析需求；4 应根据检测方法的要求选择安装方式，安装方式应牢固，安装工艺及耐久性应符合监测期内的使用要求；6 安装完成后应及时现场标识并绘制监测设备布置图，存档备查；7 检测仪器其它要求应符合本规程第4章之要求。5.1.4 检测内容及检测要求：1 同步测量多通道的实测时域曲线；2 采样频率设定应符合奈奎斯特定律要求，一般宜为被测结构最大关注频率的10倍以上，或者是结构基频的1

37、00倍以上；3 采样时间：对于强迫振动法试验应采集不少于45个完整波形，对于环境振动检测应不少于20min。5.1.5 测定建筑结构振型，可采用如下方法：1 在所需测定建筑结构理论振型的峰、谷点上布设测振传感器，用特性相同的多个振动传感器和多通道数据采集仪，同时测记各测点的振动响应信号。2 当因传感器数量不足或其它因素而需要分多批测试时，可将结构振动测试划分成若干测站，选择并共用一个相同的参考点，在参考点和各测点分别布设测振传感器，用特性相同的多个振动传感器和多通道数据采集仪，同时测试记录各测点的振动响应信号。3 多测站采样时，每个测站的采样频率和采样时间应一致。5.2检测方法5.2.1 传感

38、器的布置应遵循以下原则：1 应依据结构类别及其几何构型，理论分析结构的自振特性，为实测测点布置提供参考；2 测点布置应尽量避开振型节点，并可以充分显示结构的模态振型；3 传感器布置的数量与拟测振型相关，试验前宜根据理论计算的振型合理设置测点；4 平动测点在每层结构的质心附近布置传感器，扭转测点应在楼层平面上对称布置；层数较多时可以隔层布置，且尽量布置在可以避开人为干扰的位置。5.2.2 根据检测目的，选择合适的检测方向。传感器一般沿结构纵向、横向和竖向三个方向布置。5.2.3 根据所需频率范围设置低通滤波频率和采样频率。5.2.4 数据采集时，应注意对数据平稳性的要求，若有较大的波动，则重新采

39、集数据。5.3数据处理5.3.1 在建筑结构动力特性检测过程中，由于干扰及其它各方面因素的存在，使得检测系统采集到的数据偏离其真实数值，除了应对零点漂移、记录波形和记录长度进行检验之外，还应对数据做以下预处理：1 信号标定和变换。采集得到的数据首先需要进行标定变换，使之还原成具有相应物理单位的数字信号数据。2 消除趋势项。采集到的振动信号数据，由于可能存在放大器随温度变化产生的零点漂移、传感器频率范围外低频性能的不稳定以及传感器周围的环境干扰等因素，大多都含有一定的趋势项。3 重采样和滤波处理。通过数学运算从所采集的离散信号中选取感兴趣部分的信号，并通过数字滤波进行信号过滤。5.3.2 采用F

40、FT进行频谱分析；为消除旁瓣干扰，信号应加窗函数处理；对于环境激励信号，宜选全程数据进行频域平均，平均次数不宜小于32次，且重叠率宜大于1/2。5.3.3 建筑结构动力参数的识别方法一般可分为频域识别法、时域识别法和时频域识别方法。对精度要求不高且模态分布不密集时，可用峰值拾取法直接判断，否则宜采用专业模态分析软件进行分析。实际工程中常用的频域峰值法的主要步骤包括：1 固有频率的判断：（1）FFT自功率谱（幅值谱）的峰值处；（2）频响函数分析中，自振频率处相干函数较大，一般接近等于 1；（3）对于相同方向的多个测点，各测点在自振频率处具有近似同相位或反相位的特点。2 阻尼比在频率不密集时可按照

41、半功率带宽法和对数衰减法进行确定。3 振型函数应该按照下列规定进行确定：当各个模态的自振频率分的较开，且结构阻尼比较小时，振型之比可由下式得出： （5.3.1）式中：、分别为自振频率对应的不同自由度的振型函数值，其正负号可由互功率谱在处的相位来确定。5.3.4 时域识别法，其采用的原始数据是结构响应的时间历程，主要为结构的环境振动响应或自由振动响应，可以采用随机子空间识别方法(SSI)进行结构参数识别。5.3.5 对于复杂结构，可采用时频域识别方法，包括小波分析法（WL）和基于希尔伯特黄变换（HHT）的模态参数识别方法。5.3.6 宜采用2种或2种以上方法对结构动力参数进行识别，并对其结果进行

42、对比验证。5.3.7 结构动力参数识别的峰值法(PP)和随机子空间法(SSI)参见本规程附录B。5.4 结果评价5.4.1 应将建筑结构的实测自振频率与理论计算频率进行比较。实测频率大于理论计算频率，可认为结构实际整体刚度大于理论计算刚度，反之则实际刚度偏小，应进一步查明原因。5.4.2 通过实测自振频率和历史数据对比，可根据其变化情况初步判断建筑结构的技术状况是否出现劣化。5.4.3 实测频率与理论计算频率的偏差率采用以下公式计算： （5.4.1）和分别表示结构实测频率和理论计算频率。为实测频率与理论计算频率的偏差率，为表示理论计算频率与实际结构频率两者的相关性。为值越接近0，理论计算频率与

43、实际结构频率两者的相关性就越好。5.4.4 实测振型与理论计算振型的相关性可以通过模态保证准则来计算： （5.4.2）其中和分别表示结构理论计算振型和实测振型向量。值总是介于0和1之间，如果模态完全相关，则，如果模态完全不相关，则。值越接近1，那么两者的相关性就越好。5.4.5 当前几阶的模态的频率偏差率小于5%，振型模态保证准则MAC大于90%，可以认为理论计算模型与实际结构的动力行为吻合良好。5.4.6 正常情况下，建筑结构的实测阻尼比一般不大于0.15（含减隔震装置的结构例外）；当实测阻尼比大于0.15，应查找原因，包括测试分析计算问题或是建筑结构本身问题。6建筑结构动力响应检测6.1一

44、般规定6.1.1 建筑结构动力响应测试前应了解振源类型及其特性，在动力响应测试过程中宜根据不同的振源类型测量不同的参数，在不同情况下优先的测量参量见下表：表6.1在各种振源条件下结构响应测量参量振源类型频率范围Hz时间特征(s)加速度特征(g)测量参量(?)交通运输（公路&铁路）地面传播1100160s(C)0.010.2gPvth&Path爆破振动地面传播110000.0110s(T)0.011.0gPath打桩地面传播1500130s(T)0.010.5gPath室外机械地面传播13001100s(C)0.010.3gPath室内机械110001300s(C)0.010.4gPath人的活

45、动：a)冲击；b)直接的0.11000.1120.110s(T)0.010.1gPath环境风0.11010600s(C)0.010.2gPvth&Path爆炸与冲击0.0012s(T)10050000gPath地震1300s(T)0.013.0gPvth&PathC连续的；T瞬态的；pvth质点的速度时间历程；path质点的加速度时间历程。6.1.2 建筑结构动力响应测试振源类型一般包括交通运输、爆破、打桩、室内机械、室外机械、人群激励、地震、爆炸和冲击等。6.1.3 应根据振源类型选择不同频响范围的传感器，尤其注意爆炸冲击试验需用到专门的大量程传感器。6.1.4 动力响应检测前，应估计被测

46、量参数的最大值，然后调整分析仪器的量程，最大值宜落在量程的1/22/3之间，以获得最大信噪比。6.1.5 动力响应试验的测点布置应按照动载试验的要求和目的，结合建筑结构形式综合确定。在变形和应变较大的部位应布置测点，用于测记结构振动响应的测点应避开拟测振型的节点。6.1.6 动力响应试验数据的采集记录，应保证所采集的信息波形不失真，进行模拟数字量转换时，采集频率一般宜大于所关心的结构自振频率上限的10倍以上。爆炸冲击试验的采用频率不少于1M (Hz)。6.2检测方法6.2.1 根据检测的目的，测点的选择应具有代表性，能够使测量结果正确反映所代表区段的振动状况，一般宜遵循以下原则进行测定布置：1

47、 根据振源的范围、传播方向、振动衰减大致规律布置测点，即离振源近时测点间距离小，离振源远时测点间距离大；2 建筑结构或构件的动位移、动应变的测点一般布置在变形大、受力不利、动力效应大的控制位置上；3 结构构件的振动加速度或速度动力响应测点至少应布置在1/4跨、跨中、3/4跨位置的关键截面，在进行数据分析时，应避开主振型节点；4 振动在建筑物内可能会放大，并与建筑物的高度成正比，宜在建筑物内不同高度的几个测点上同步测量；5 一般通过在基础和室外地面的同步检测建立传递函数。6.2.2 振动测试点应设在振动控制点上，振动传感器的测试方向应与测试对象所需测试的振动方向一致，测试过程中不得产生倾斜和附加

48、振动。6.2.3 除特别规定外，振动控制点宜取基础或支承结构顶面振动最大点；振动控制方向应包括竖向和水平向两个主轴方向。6.2.4 振动测试时，应选择具有代表性的工况进行测试。6.2.5 风致振动响应检测1 对风敏感的结构宜进行风及风致响应监测。2 风及风致响应检测参数包括风压、风速、风向及风致振动响应。 3 风压检测应符合下列规定：(1) 风压监测宜选用微压量程、具有可测正负压的压力传感器，也可选用专用的风压计，监测参数为空气压力；(2) 风压传感器的安装应避免对工程结构外面的影响，并采取有效保护措施，相应的数据采集设备应具备时间补偿功能；(3) 风压测点宜根据风洞试验的数据和结构分析的结果

49、确定；无风洞试验数据情况下，可根据风荷载分布特征及结构分析结果布置测点；(4) 进行表面风压监测的项目，宜绘制监测表面的风压分布图。4 风压计的量程应满足结构设计中风场的要求，可选择可调量程的风压计，风压计的精度应为满量程的0.4%，且不宜高于10Pa，非线性度应在满量程的0.1%范围内，响应时间应小于200ms。风速仪量程应大于设计风速，风速监测精度宜为0.1m/s，风向监测精度宜为3。5 风速及风向监测应符合下列规定：(1) 结构中绕风影响区域宜采用计算流体动力学数值模拟或风试验的方法分析；(2) 机械式风速测装置和超声式风速测装置宜成对设置；(3) 风速仪应安装在工程结构绕流影响区域之外

50、；(4) 宜选取采样频率高的风速仪，且不应低于10Hz；(5) 监测结果应包括脉动风速、平均风速和风向。6 风致响应监测宜符合下列规定：(1) 风致响应监测应对不同方向的风致响应进行量测，现场实测时应根据监测目的和内容布置传感器；(2) 风致响应测点可布置量测不同物理量的多种传感器； (3) 应变传感器应根据分析结果，布置在应力或应变较大及刚度突变能反映结构风致响应特征的位置；(4)对位移有限制要求的结构部位宜布置位移传感器，位移传感器记录结果应与位移限值进行对比。6.3数据处理6.3.1 对采集数据按照本规程第5.3.1条进行信号预处理。6.3.2 周期振动、随机振动、瞬态振动等不同类型振动

51、产生的信号，应采用相应的数据分析和评估方法。6.3.3 环境振动一般通过振动加速度级VAL进行评定。振动加速度级VAL是加速度与基准加速度之比的以10为底的对数乘以20，记为VAL。单位为分贝，dB。即：VAL20lg(a/a0)（dB）式中：a为振动加速度有效值，ms2；a0为基准加速度，a0=10-6ms2。6.4结果评价6.4.1 评价振动信号的影响，应根据现场的调查状况、建筑结构及人体的容许振动标准和检测的响应，通过分析论证，提出评价意见。6.4.2 评价振动的影响，可按照下列步骤进行：1 调查建筑和振源的状况；2 检测响应；3 数据处理；4 确定标准。6.4.3 结构动力响应的检测结

52、果应用于振动影响的评价，评价方法应符合相应的标准、规范：1 城市区域环境振动的评定方法及限值要求应遵循标准城市区域环境振动标准GB 10070；2 工程结构遭受各种振源引起的振动对工程结构影响的评价方法可参考机械振动与冲击 建筑物的振动 振动测量及其对建筑物影响的评价指南GB/T14124； 3 各种工程爆破引起的工程结构动力响应的评价应遵循标准爆破安全规程GB6722；4 评价住宅建筑（含商住楼）内部振动源对居住者的干扰，应遵循住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准GB/T 50355；5 评价工业振动对古建筑结构的影响，应遵循古建筑防工业振动技术规范GB/T50452给出的评定方法及限值要求

53、；6 交通振动及建筑施工振动对建筑结构影响的评价应遵循建筑工程容许振动标准GB50868给出的评价方法及限值要求。7 检测报告的编写7.0.1 技术成果验收前，应进行全面资料整理，保证最终成果的质量，并归档提交。7.0.2 检测报告的编写和技术成果的整理，应区别工程类型、规模大小、繁简程度、专业特点、实施方法和条件等情况进行。7.0.3 检测报告应至少包括以下内容： 1 工程概况：工程依据、目的和要求；地理位置和地形条件；开竣工日期、实际完成工作量等；2 技术措施：检测仪器与检测方法；3 现场检测情况：日期、天气、异常现象、环境情况和明显缺陷情况；4 检测结果；5 检测结论与建议；6 附图与附

54、表；7 说明检测结果所必须的其他信息。7.0.4 检测报告应突出重点、文理通顺、表达清楚、结论正确。报告书必须打印盖章。附录A加速度/速度传感器的布置准则A.0.1 常用加速度/速度传感器布置宜符合下列准则1 模态保证准则2 Fisher信息阵3 表征最小二乘法准则A.0.2 模态保证准则MAC (Modal Assurance Criterion)结构的实测模态向量必须尽可能相互线性独立，其判断办法为模态保证准则矩阵，按下式计算： (B-1)式中：模态保证准则矩阵的第个元素； 归一化后的模态矩阵，其每一列为结构的一个模态； 矩阵的转置。模态保证准则要求该矩阵非对角元的值愈小愈好，表明各振型的

55、线性相关性愈小。A.0.3 Fisher信息阵 (Fisher Information Matrix)Fisher信息阵等价于待估参数估计误差的最小协方差矩阵，也同时度量了测试响应中所包含信息的多少，按下式计算： (B-2)式中Fisher信息阵。实践中，Fisher信息阵有不同的指标，它们是信息阵的值、迹和最小的奇异值。信息阵的值和迹越大越好，提高最小奇异值则能相对增加信息量，也就同时降低了被估参数的不确定性。A.0.4 表征最小二乘法准则表征最小二乘法准则可以评价在总体的测试数据中选出一部分来近似总体估计的优劣，按下式计算： (B-3)式中 表征最小二乘法准则的目标函数，其越小则传感器位置

56、所测数据估计的模态越准确； 利用较多传感器取得的模态坐标的最佳最小二乘估计； 采用某待选传感器组合时模态坐标的最小二乘估计。附录B结构动力参数识别方法参数识别属于系统识别的一种。所谓系统识别或系统辨别，通常是指根据观测到的输入输出数据建立系统的数学模型，并要求两个数学模型按照一定准则，尽可能精确地反映系统的动态特性。有些情况下，只根据系统的输出数据也能建立相应的数学模型。所以，系统识别也就是实验建模的过程。如果系统的数学模型能用一定数量的参数所描述，即方程形式已经确知的情况下，运用实验数据来估计其参数，那么系统识别便成为参数识别，又称为参数辨识或参数估计。模态参数识别，既可在频域内进行，也可在

57、时域内进行。前者称为频域法，后者称为时域法。频域识别法又称曲线拟合法，即利用频响函数的模态参数表达式，去拟合实测的频响数据或曲线。若系统各阶固有频率相离较远，且阻尼又较小，或在某一阶固有频率附近相邻模态耦合较弱（重叠较小）的场合，均可采用单自由度系统的理论与方法去进行曲线拟合；若相邻模态耦合较强（重叠较多），则根采用多自由度系统的理论与方法去进行曲线拟合。前者称为单模态曲线拟合法（“SDOF法”），即对每一个频响函数的各阶模态参数采用逐个识别的方法，这种方法认为在某一阶模态频率的附近，主要是这一阶的模态导纳对频响函数做贡献，在估计模态参数时，用一理想的单自由频响函数去拟合实测的频响函数；后者称

58、为多模态曲线拟合法，或多自由度拟合法，简称“MDOF法”，它是对一段包含几个峰谷的实测频响函数，用一理想的多自由度频响函数去拟合。时域识别法是一种较频域识别法后发展起来的方法，但发展很快。自70年代IbrahimS.R提出“ITD”法起，近二十年来各种时域法不断涌现，如最小二乘指数法、随机减量法、多参考点复指数法、单位脉冲响应函数法、子空间识别法等等。时域法主要是利用系统的脉冲响应（可由实测的频响函数，经傅氏逆变换而求得），或仅仅利用实测的振动响应（即输出数据、包括自由响应及随机响应），并根据权函数或自由振动方程的特征向量与模态参数之间的关系，以及时间序列模型与权函数之间的关系，去识别系统的模

59、态参数。与频率法相比，时域识别法的突出优点是可以只使用实测的响应信号，无需FFT，因而可以在线分析，使用设备简单。当不使用脉冲响应信号时，缺点也很明显。由于不使用平均技术，因而分析信号中包含噪声干扰，所识别的模态中除系统模态外，还包含噪声模态。如何剔除噪声模态，一直是时域法研究中的重要课题。人们已提出若干方法和对策，如采用模态置信因子或总体模态置信因子、模态形状相关系数等判断是否为噪声模态，采用增加测点数给噪声以出口，采用逐步扩阶最小二乘法确定模态有效阶数等方法，都在一定程度上解决了模态定阶问题。以下主要介绍频域的峰值法（Peak-picking method）和时域法的随机子空间识别(Sto

60、chastic Subspace Identification- SSI)方法。B.1 频域的峰值法（Peak-picking method）峰值法最初是基于结构自振频率在其频率响应函数上会出现峰值，峰值的出现成为特征频率的良好估计的原理。在只有输出的环境振动测试中，频响函数被输出的自功率谱取代，功率谱可以由测得的加速度时程经离散傅立叶变换得到。特征频率仅由平均正则化了的功率谱密度(Averaged Normalized Power Spectral Densities -ANPSDs) 曲线上的峰值来确定，故称之为峰值法。功率谱密度是用离散的傅立叶变换(DFT)将实测的加速度数据转换到频域后