建筑多阶频率识别方法、子系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种建筑多阶频率识别方法、子系统及存储介质，属于建筑监测技术领域。本发明专利技术通过获取安装于目标建筑顶部的子系统的物理参数，并获取预设时间段内所述子系统在所述目标建筑在一般环境作用下振动过程中的振动数据；根据所述子系统物理参数和所述振动数据确定所述子系统与所述目标建筑的接触力数据和所述目标建筑的结构动力特征参数；根据耦合系统运动学原理建立所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及所述目标建筑的多阶频率对应的特征参数之间的等效关系；根据所述等效关系、所述接触力数据以及所述动力特征参数确定所述多阶频率。本申请实现了建筑多阶频率的间接识别，提高了建筑监测的效率。提高了建筑监测的效率。提高了建筑监测的效率。

【技术实现步骤摘要】
建筑多阶频率识别方法、子系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及建筑监测领域，尤其涉及一种建筑多阶频率识别方法、子系统及存储介质。

技术介绍

[0002]随着经济的不断发展，我国出现大量的高层和超高层建筑，需要对高层和超高层建筑进行动力性能监测，确保建筑服役安全。目前，常使用多传感器监测方法，沿高层和超高层建筑的楼层设置大量传感器对建筑的动力特性进行实时监测，但是随着建筑的楼高的不断增加、高层和超高层建筑的数量不断增加，所需的传感器的数量剧增，实现城市大规模高层和超高层建筑监测成本高、效率低。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种建筑多阶频率识别方法、子系统及存储介质。旨在实现建筑多阶频率的间接识别，提高了建筑监测的效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种建筑多阶频率识别方法，所述建筑多阶频率识别方法包括以下步骤：
[0006]获取安装于目标建筑顶部的子系统的物理参数，并获取预设时间段内所述子系统在所述目标建筑在一般环境作用下振动过程中的振动数据；
[0007]根据所述物理参数和所述振动数据确定所述子系统与所述目标建筑的接触力数据和所述目标建筑的结构动力特征参数；
[0008]根据耦合系统运动学原理建立所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及所述目标建筑的多阶频率对应的特征参数之间的等效关系；
[0009]根据所述等效关系、所述接触力数据以及所述结构动力特征参数确定所述多阶频率。
[0010]可选地，所述子系统由下至上依次包括：阻尼器、弹簧以及配重，所述获取安装于目标建筑顶部的子系统的物理参数的步骤包括：
[0011]获取所述阻尼器的阻尼系数、所述弹簧的刚度系数以及所述配重的质量，所述物理参数包括所述阻尼系数、所述刚度系数以及所述质量。
[0012]可选地，所述振动数据包括：所述子系统上靠近所述目标建筑一端的第一位移数据和第一速度数据以及所述子系统上远离所述目标建筑的另一端的第二位移数据和第二速度数据，根据所述物理参数和所述振动数据确定所述子系统与所述目标建筑的接触力数据的步骤包括：
[0013]确定所述第一位移数据和所述第二位移数据之间的位移差数据，确定所述第一速度数据和所述第二速度数据之间的速度差数据；
[0014]根据所述位移差数据和所述刚度系数计算所述子系统与所述目标建筑的第一弹性力，并根据所述速度差数据和所述阻尼系数计算所述子系统与所述目标建筑的第一阻尼力；
[0015]根据所述第一弹性力与所述第一阻尼力确定所述接触力数据。
[0016]可选地，所述振动数据包括：所述子系统上靠近所述目标建筑一端的第一位移数据和第一速度数据以及所述子系统上远离所述目标建筑的另一端的第二位移数据和第二速度数据，根据所述物理参数和所述振动数据确定所述目标建筑的结构动力特征参数的步骤包括：
[0017]根据所述第二位移数据和所述刚度系数确定所述子系统的第二弹性力，并根据所述第二速度数据和所述阻尼系数确定所述子系统的第二阻尼力；
[0018]根据所述接触力数据、所述第二弹性力以及第二阻尼力计算所述结构动力特征参数。
[0019]可选地，所述特征参数包括所述多阶频率对应的相似矩阵，所述等效关系为所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及相似矩阵之间的第一方程组，所述目标矩阵包括所述多阶频率，所述根据所述等效关系、所述接触力数据以及所述结构动力特征参数确定所述多阶频率的步骤包括：
[0020]将所述接触力数据和所述结构动力特征参数作为所述第一方程组的已知量，求解所述第一方程组，获得所述相似矩阵；
[0021]计算所述相似矩阵的至少一个特征值；
[0022]根据所述至少一个特征值确定所述多阶频率。
[0023]可选地，所述根据耦合系统运动学原理建立所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及所述目标建筑的多阶频率对应的特征参数之间的等效关系的步骤包括：
[0024]对所述目标建筑进行力学分析，并根据所述目标建筑的第一预设自由度数据确定所述目标建筑的运动学方程；
[0025]根据所述耦合系统运动学原理将所述运动学方程和所述子系统和所述目标建筑之间的接触力方程转化为所述第一方程组。
[0026]可选地，所述根据所述至少一个特征值确定所述多阶频率的步骤之后，还包括：
[0027]根据第二方程组、所述接触力数据以及所述结构动力特征参数确定所述多阶频率为多阶验证频率，所述第二方程组为根据第二预设自由度数据对应的运动学方程和所述耦合系统运动学原理确定，所述第二预设自由度数据大于所述第一预设自由度数据；
[0028]当所述多阶频率满足预设验证条件时，确定所述多阶频率正确；
[0029]当所述多阶频率不满足预设验证条件时，确定所述多阶频率不正确；
[0030]所述多阶频率包括多个阶数分别对应的第一子频率，所述多阶验证频率包括多个阶数分别对应的第二子频率，所述预设验证条件为同一阶数对应的所述第一子频率和所述第二子频率相等。
[0031]可选地，所述根据所述至少一个特征值确定所述多阶频率的步骤之后，还包括：
[0032]当所述刚度系数小于预设刚度系数时，或，当所述阻尼系数小于预设阻尼系数时，确定所述多阶频率不正确；
[0033]当所述刚度系数大于或等于所述预设刚度系数且所述阻尼系数大于或等于所述
Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0047]进一步地，所述子系统还可以包括摄像装置，所述摄像装置用于测量子系统靠近所述目标建筑一端的第一位移数据和第一速度数据以及所述子系统上远离所述目标建筑的另一端的第二位移数据和第二速度数据。
[0048]进一步地，所述子系统由下至上依次包括：阻尼器、弹簧以及配重。
[0049]本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对子系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0050]如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及建筑多阶频率识别程序。
[0051]在图1所示的子系统中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；交互设备1003主要用于与用户进行数据交互；本专利技术子系统中的处理器1001、存储器1005可以设置在子系统中，所述子系统通过处理器1001调用存储器1005中存储的建筑多阶频率识别程序，并执行本专利技术实施例提供的建筑多阶频率识别方法。
[0052]本专利技术实施例提供了一种建筑多阶频率识别方法，参照图2，图2为本专利技术一种建筑多阶频率识别方法第一实施例的流程示意图。
[0053]本实施例中，所述建筑多阶频率识别方法包括：
[0054]步骤S1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑多阶频率识别方法，其特征在于，所述建筑多阶频率识别方法包括以下步骤：获取安装于目标建筑顶部的子系统的物理参数，并获取预设时间段内所述子系统在所述目标建筑在一般环境作用下振动过程中的振动数据；根据所述物理参数和所述振动数据确定所述子系统与所述目标建筑的接触力数据和所述目标建筑的结构动力特征参数；根据耦合系统运动学原理建立所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及所述目标建筑的多阶频率对应的特征参数之间的等效关系；根据所述等效关系、所述接触力数据以及所述结构动力特征参数确定所述多阶频率。2.如权利要求1所述的建筑多阶频率识别方法，其特征在于，所述子系统由下至上依次包括：阻尼器、弹簧以及配重，所述获取安装于目标建筑顶部的子系统的物理参数的步骤包括：获取所述阻尼器的阻尼系数、所述弹簧的刚度系数以及所述配重的质量，所述物理参数包括所述阻尼系数、所述刚度系数以及所述质量。3.如权利要求2所述的建筑多阶频率识别方法，其特征在于，所述振动数据包括：所述子系统上靠近所述目标建筑一端的第一位移数据和第一速度数据以及所述子系统上远离所述目标建筑的另一端的第二位移数据和第二速度数据，根据所述物理参数和所述振动数据确定所述子系统与所述目标建筑的接触力数据的步骤包括：确定所述第一位移数据和所述第二位移数据之间的位移差数据，确定所述第一速度数据和所述第二速度数据之间的速度差数据；根据所述位移差数据和所述刚度系数计算所述子系统与所述目标建筑的第一弹性力，并根据所述速度差数据和所述阻尼系数计算所述子系统与所述目标建筑的第一阻尼力；根据所述第一弹性力与所述第一阻尼力确定所述接触力数据。4.如权利要求2所述的建筑多阶频率识别方法，其特征在于，所述振动数据包括：所述子系统上靠近所述目标建筑一端的第一位移数据和第一速度数据以及所述子系统上远离所述目标建筑的另一端的第二位移数据和第二速度数据，根据所述物理参数和所述振动数据确定所述目标建筑的结构动力特征参数的步骤包括：根据所述第二位移数据和所述刚度系数确定所述子系统的第二弹性力，并根据所述第二速度数据和所述阻尼系数确定所述子系统的第二阻尼力；根据所述接触力数据、所述第二弹性力以及第二阻尼力计算所述结构动力特征参数。5.如权利要求1至4任一项所述的建筑多阶频率识别方法，其特征在于，所述特征参数包括所述多阶频率对应的相似矩阵，所述等效关系为所述接触力数据、所述结构动力特征参数以及相似矩阵之间的第一方程组，所述目标矩阵包括所述多阶频率，所述根...

【专利技术属性】
技术研发人员：金楠，张素梅，岳清瑞，施钟淇，钟儒勉，
申请(专利权)人：深圳市城市公共安全技术研究院有限公司城市安全发展科技研究院深圳，
类型：发明
国别省市：