【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，属于地面振动试验领域。
技术介绍
1、随着航空航天器飞行速度的提高，战车及水、陆交通运输设备技术的发展，高层建筑和水工、土木结构抗风、抗地震研究的深入，振动环境下的结构可靠性验证越来越重要。大推力振动台是开展各种振动环境下不同结构件振动试验的必备装置。为安全期间，大推力振动台一般安装在建筑一层且需要构筑大惯性质量的混凝土基础。而现实中大推力振动台受试验任务或建筑空间限制等因素的影响，需要临时转移到没有安装基础的楼板结构(例如高层建筑的楼板上)上开展试验。建筑结构设计时一般未考虑动载荷对结构承载的影响。此外，大推力振动台自重较大(3t推力振动台自重达到了2.8t)，其在高量级振动过程中会对楼板结构产生明显的冲击作用，对楼板产生不可逆的结构破坏，从而造成难以挽回的损失。因此，建立振动台在楼板结构上运行安全评估方法对安全快速开展振动试验非常迫切。
2、针对上述问题，现有的评估方法主要侧重于振动台的工作频率是否与楼板结构的前三阶固有频率发生共振或者单纯考虑振动台静态加载条件下楼板结构强度是否满足要求，而动态试验过程中振动台施加在楼板结构上的载荷是根据振动环境时变化的，这导致常规评估方法获取的结果非常不可靠。而综合考虑静态和动态环境下楼板结构上振动台的运行安全评估方法未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，同时考虑了振动台静态和动态加载条
2、本专利技术的技术方案：
3、一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，包括步骤如下：
4、(1)开展楼板结构检查与检测：依次开展楼板结构与设计图纸一致性检查、楼板结构外观裂缝和变形缺陷检测、楼板混凝土抗压强度检测、楼板构件钢筋配置情况检测、楼板构件截面尺寸检测，当上述检查和检测满足要求时，通过设计图纸获取楼板结构的配筋面积和弯矩参数设计值d，进入步骤(2)，否则不满足开展安全评估条件；
5、(2)楼板结构固有频率测试：使用锤击法对楼板结构的前三阶固有频率进行测量，获得第三阶固有频率f1，单位为赫兹；
6、(3)振动台振动测试：将振动试验时的正式试验件或等重量的质量块固定在振动台台面上，控制振动台按照给定的振动谱运行，采集得到振动台底座加速度时程曲线a(t)，并采集得到振动台底座振动频率范围f2-f3，单位为赫兹；
7、(4)楼板结构静力计算：建立楼板结构模型，计算振动台系统的总质量和时程动力载荷f(t)，然后通过sap2000有限元软件仿真计算出楼板结构在振动台重力载荷条件下的配筋面积和弯矩参数值c1；
8、(5)楼板结构动力计算：基于楼板结构模型，将振动台的时程动力载荷f(t)加载在楼板结构中的振动台位置，设置动力放大系数η1初始值，然后通过sap2000有限元软件仿真计算出在振动台运行条件下楼板结构的加速度a、动力及静力弯矩c2和动力放大系数计算值η2；
9、(6)安全评估判定：当c1≤d、c2≤d，a≤0.8m/s2和η1≤η2同时满足时，楼板结构上振动台运行安全评估通过，否则不通过。
10、进一步的，步骤(1)中，检查和检测满足要求是指楼板结构外观无裂缝和变性缺陷，楼板混凝土抗压强度、楼板构件钢筋配置和楼板构件的截面尺寸与图纸设计值一致；混凝土抗压强度检测依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》jgj/t 23-2011进行检测；根据混凝土龄期，采用《民用建筑可靠性鉴定标准》gb 50292-2015对检测结果进行修正；采用钢筋扫描仪等对楼板结构的混凝土构件的钢筋配置情况进行抽样检测，检测工作依据《混凝土中钢筋检测技术标准》jgj/t 152-2019要求进行。
11、进一步的，步骤(3)中，通过布置在振动台底座四角和中心位置的加速度传感器采集振动台底座加速度时程曲线，并选取峰值最大的加速度时程曲线；振动谱类型包括随机、正弦和冲击三种；加速度信号的采集频率等于振动谱的频率上限×(10-30)。
12、进一步的，步骤(4)中，振动台系统的总质量计算公式如下：
13、基于建立的楼板结构模型，计算振动台系统的计算总质量：
14、m总＝(m振动台+m试验件+m附属组件)×η1
15、其中，m振动台为振动台台体的质量，m试验件为振动试验件的质量，m附属组件为将试验件固定在振动台台面上所需工装等组件的质量，η1为动力放大系数初始值，当振动台振动测试中振动谱频率范围上限≤100hz时，η1∈(1.5,3)；当振动台振动测试中振动谱频率范围上限≥100hz时，η1∈(1.2,2)；
16、时程动力载荷f(t)计算公式如下：f(t)＝m振动台×a(t)。
17、进一步的，步骤(5)中，振动台的时程动力载荷在楼板结构上的加载方式为面载荷加载，面积为振动台底座与楼板结构接触的面积。
18、本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
19、(1)本专利技术以振动台实际运行参数为出发点，通过振动频率与楼板结构的第三阶频率是否重合以及振动台在楼板结构上的静力和动力计算获得的弯矩和配筋面参数与设计值对比的方法判断振动台在楼板结构上运行是否安全，创新性提出一种综合考虑静态和动态环境下楼板结构上振动台的运行安全评估方法，评估方法科学合理，所得结论可极大提升在楼板结构上开展振动试验的安全性。
20、(2)本专利技术对振动台在不同尺寸和结构的楼板结构上使用时是否安全均能进行准确评估，适用范围广，可完成不同的楼板结构上不同推力的振动台在各种振动环境下运行安全性评估。
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1.一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，检查和检测结果满足要求是指楼板结构与设计图纸一致、楼板结构外观无裂缝和变性缺陷、楼板混凝土抗压强度、楼板构件钢筋配置和楼板构件的截面尺寸与图纸设计值一致。
3.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混凝土抗压强度检测依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T 23-2011进行检测；根据混凝土龄期，采用《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292-2015对检测结果进行修正。
4.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用钢筋扫描仪等对楼板结构的混凝土构件的钢筋配置情况进行抽样检测，检测工作依据《混凝土中钢筋检测技术标准》JGJ/T 152-2019要求进行。
5.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤
6.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，振动试验时的正式试验件能换成等重量的质量块。
7.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，振动谱类型包括随机、正弦和冲击三种。
8.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，加速度信号的采集频率等于振动谱的频率上限×(10-30)。
9.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(4)中，振动台系统的总质量计算公式如下：
10.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(5)中，振动台的时程动力载荷在楼板结构上的加载方式为面载荷加载，面积为振动台底座与楼板结构接触的面积。
...【技术特征摘要】
1.一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，检查和检测结果满足要求是指楼板结构与设计图纸一致、楼板结构外观无裂缝和变性缺陷、楼板混凝土抗压强度、楼板构件钢筋配置和楼板构件的截面尺寸与图纸设计值一致。
3.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混凝土抗压强度检测依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》jgj/t 23-2011进行检测；根据混凝土龄期，采用《民用建筑可靠性鉴定标准》gb 50292-2015对检测结果进行修正。
4.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用钢筋扫描仪等对楼板结构的混凝土构件的钢筋配置情况进行抽样检测，检测工作依据《混凝土中钢筋检测技术标准》jgj/t 152-2019要求进行。
5.根据权利要求1所述的一种楼板结构上大推力振动台运行安全评估方...
【专利技术属性】
技术研发人员：何大龙，刘银，武建英，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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