《工程结构动力特性及动力响应检测技术规程标准》(征求意见稿)

江苏省工程建设标准DGJJ×××××—20××DGJ32/×××—20××工程结构动力特性及动力响应检测技术规程Technicalspecificationforinspectingdynamiccharacteristicanddynamicresponseofengineeringstructures20××-××-××发布20××-××-××实施江苏省住房和城乡建设厅联合发布江苏省市场监督管理局江苏省工程建设标准工程结构动力特性及动力响应检测技术规程TechnicalspecificationforinspectingdynamiccharacteristicanddynamicresponseofengineeringstructuresDGJ32/××××－20××主编单位：XXXXXXXX批准部门：江苏省住房和城乡建设厅施行日期：20XX年X月X日江苏省凤凰科学技术出版社20XX南京前言本标准自2011年1月1日实施后，《建筑工程容许振动标准》GB50868自2013年9月1日开始实施，该标准对精密仪器和设备、动力机器基础、交通振动对建筑结构的影响及建筑内人体舒适性的影响、建筑施工振动对建筑结构的影响均给出了详细限值要求；《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015自2016年8月1日实施，该标准提出了振动对上部结构影响的鉴定方法和限值要求，因此本标准需结合上述内容对标准进一步细化。且本标准中动力特性检测内容对烟囱、塔桅等特种结构以及高层结构的测试方法针对性不强，对如何减缓由于屏蔽线过长的影响、高空电磁干扰影响相关要求较少。本次修订系根据江苏省住房和城乡建设厅《省住房和城乡建设厅关于申报2016年度江苏省工程建设标准和标准设计编制、修订计划的通知》（苏建函科[2016]52号）的要求。标准编制组经深入调查研究，认真总结实践经验，参考国内外相关标准，并在广泛征求意见的基础上修订了本标准。本规程共7章，主要内容是：1总则；2术语和符号；3基本规定；4仪器设备；5工程结构动力特性检测；6工程结构动力响应检测；7检测报告的编写。本标准修订的主要技术内容是：补充了在无法避开外界干扰振源影响下的检测方法；增加了对无线采集设备及用于长期监测的传感器和采集设备的要求；增加了需进行动力特性测试的工程结构类别；增加了针对高层建筑、烟囱、塔桅等结构的动力特性检测方法；补充、修改了动力特性检测方法以及数据处理的相关要求；结合国家现行《建筑工程容许振动标准》GB50868、《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292对动力响应测试进行细化。本规程由江苏省住房和城乡建设厅负责管理，XXXX负责解释。在使用过程中，请将意见及时反馈至XXXX，以供今后修订时参考。本规程修订的主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：主编单位：参编单位：主要起草人：主要审查人：目录1总则 总则1.0.1为规范工程结构动力特性和动力响应检测方法和程序，保证检测方法的科学性，提高检测结果的可靠性，特制定本规程。[条文说明]本条阐述了规程的编制目的。制定本规程的目的，是为了规范动力检测这一新型检测技术在工程质量检测中的程序和方法，提高检测结果的可靠性，从而更好地促进该技术的应用和推广。1.0.2本规程适用于工程结构动力特性及动力响应的检测，包括结构固有频率、阻尼比和振型结构动力参数的检测，以及工程结构受振动源激励的动力响应参数检测。[条文说明]本条规定了规程的适用范围及意义。目前较为成熟的动力检测范围有：工程结构动力特性的检测和工程结构在各种外部激励作用下的动力响应检测。1.0.3工程结构动力检测应委托具有相应能力的机构进行；检测人员应进行专业技术培训并具有相应的检测能力。[条文说明]本条规定了动力检测的执行机构，以及对具体检测人员的要求。检测机构应具有省级及以上建设行政主管部门或中国合格评定国家认可委员会认证的能力，机构人员需经过培训，并得到认可。1.0.4进行动力检测时，除应遵守本规程的规定外，尚应符合国家、行业和我省现行的有关标准的规定。[条文说明]阐述了本规程与其他相关规程的关系。应遵守协调一致、互相补充的原则，即无论是本规程还是其他相关规程，在进行动力检测法检测时都应遵守，不得违反。

2术语和符号2.1术语2.1.1动力特性dynamiccharacteristic表示结构固有特性的基本物理量，如固有频率、振型和阻尼比等。2.1.2动力响应dynamicresponse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frequencycharacteristic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frequencyrange传感器或测振系统正常工作的频带，在这个频带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transversesensitivity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，一般应小于5%。2.1.7相位差phasedifference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S/Nsignaltonoiseratio表示放大器在规定输入电压下的输出信号电压，与输入电压切断时输出所残留信号电压之比，常用分贝数dB表示。2.1.9动态范围dynamicrange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ambientexcitationmethod利用结构周围随机激励引起的振动来识别结构动力特性的一种方法。[条文说明]本节所列术语一般为其在本规程中出现时，其含义需要加以界定、说明或解释的重要词汇。尽管在界定和解释术语时考虑了术语的习惯和通用性，但理论上这些术语仅在本规程中有效，列出的目的主要是防止出现错误理解。当本规程列出的术语在本规程以外使用时，应注意其可能含有与本规程不同的含义。其中2.1.10条中的环境激励一般指海浪、风、交通等激励，该方法也可称为脉动法。

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——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——频响函数——脉冲函数——信号最高频率分量——采样频率——功率谱函数中结构的固有频率VLZ——Z振级VLZeq——Z振级等效值VLZmax——Z振级最大值VLZmin——Z振级最小值[条文说明]本节所给出的符号可分为三类：动力检测系统性能参数符号、动力检测系统计算参数符号、动力检测系统统计参数符号，其大部分与有关规程一致。

3基本规定3.0.1检测前，宜搜集下列资料，并编制检测方案：1场地的地质勘察资料；2工程结构的竣工资料；3场地及其邻近的干扰振源资料。[条文说明]规定了制定检测方案前应该搜集的资料。3.0.2检测方案，宜包括下列内容：1检测目的；2检测设备及要求；3检测内容及具体方法；4仪器测点布置图。[条文说明]规定了检测方案应该包括的内容。3.0.3工程结构的动力检测宜按照下列步骤进行：1根据检测对象及其目的，选择合适的测量参数；2根据场地情况和检测要求布置测点；3根据检测要求选择并安装传感器。传感器的安装应与检测目的相一致，并符合《机械振动与冲击加速度计的机械安装》GB/T14412的要求，测点的布置应符合本规程第5章和第6章的相关要求；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合理设置检测参数，包括对采样频率、数据采集时间、传感器灵敏度、数据采集系统量程等参数进行设置；6根据检测目的和检测方法选择合适的激励方法并施加激励；7采集数据并保存。[条文说明]规定了动力检测的一般步骤。一般情况下，在检测开始前需要有一个明确的检测目标，用以确定试验目的以及要测量的量，包括要求的精度和可靠性。同时，还需要确定影响测量设备和测量技术选择的与仪器不相关因素，包括测量人员的有效性、成本、测量需要的时间、时间安排表以及可行的数据分析、确认和显示技术。接下来要考虑的有测量的环境条件、振动的频率范围、幅值、动态范围以及理论方向的估计。需要这些信息作为合适选择测量设备的准则。测点的布置可参考本规程第5.2.1、5.2.2、6.2.1和6.2.2条。在数据的调试过程中，若记录曲线出现漂移情况，一般从以下几点查找原因：检查电源是否正常、检查测线接头是否包好、检查振动传感器是否与被测点固定好、检查输入插座是否可靠。传感器的具体安装方式可参考《机械振动与冲击加速度计的机械安装》GB/T14412。3.0.4检测场地应避开外界干扰振源，测点应注意地下管道、电磁场、噪声、射线等因素的影响。在无法避开时，应采用光纤、光学振动测量等测试设备和检测方法。[条文说明]电厂、列车轨道等检测场地无法避开外界电磁干扰源时，可选用激光测振仪、图像识别等非接触式测试方法。激光测振仪是采用多普勒效应的方法测量被测物体的反射光的频率与物体振动速度的关系，从而确定振动物体的振动频率。该方法具有非接触，分辨率高，灵敏度高，抗干电磁扰强的特点，更能满足强电磁干扰下的振动测试。图像识别振动测试方法指采用摄像装置和软件对被测物体进行跟踪测量，获得结构的位移振动信息。摄像装置的帧率（采集频率）应满足本规程5.1.5的要求。3.0.5对工程结构进行现状调查及检测时，不得对建筑结构造成损害。3.0.6进行检测时，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。3.0.7检测记录应包括下列内容：1检测仪器的名称、型号、编号；2场地条件，测点布置（附简图和照片）；3实测时程曲线、采样频率及工程单位等测试参数；4检测过程中的情况说明；5检测人员、校核人员、检测日期、检测单位。检测记录可参照本规程附录A使用。3.0.8实测电子数据应保存完整，采用光盘等形式按相关规定存档。

4仪器设备4.1动力检测系统技术要求4.1.1动力检测系统宜由激振装置、传感器、信号放大调理器及动态信号采集分析仪等组合。4.1.2激振装置的选择应考虑其质量、安装方式等因素对测试结果的影响，宜选用体积小、重量轻的激振装置。[条文说明]强迫振动的激振方式有：1张拉释放法。该方法通过某种张拉装置使结构产生初始位移，然后迅速解除张拉，使结构产生自由振动。2机械强迫振动法。该方法通过机械装置使结构产生强迫振动。3火箭冲击法。该方法采用火箭点燃后产生的冲击力使结构产生初始速度而自由振动。4撞击法。该方法利用重物撞击结构物所产生的冲量使结构产生初速度而引起的自由振动。4.1.3传感器应采用低频传感器，频响曲线应平坦，传感器横向灵敏度应小于5%，频率下限应不大于0.5Hz，对测试超高层等长周期工程结构时，频率下限宜不大于0.1Hz。4.1.4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，抗混淆滤波功能的多通道放大器，低通滤波应大于24dB/oct。2放大器频响范围：低频频率应不大于0.1Hz（－3dB），高频频率应大于被测信号的频率上限的2倍。3噪声水平折算至输入端应低于50μVrms@±5V。4放大器动态范围应不低于100dB，宜用内置程控放大器的信号调理设备。5多通道放大器各个通道间应无串扰，通道间串扰优于-90dB，各通道幅值和相位致性，在频响范围内，其振幅一致性偏差应小于0.5dB，相位一致性偏差应小于0.2o。4.1.5数据采集与记录宜采用多通道数字采集和存储系统，其A/D转换器位数应不小于16位，并宜采用24bit以上A/D转换器。4.1.6信号分析系统应具有多通道，且应具有滤波、时域分析和频域分析等功能。[4.1.3~4.1.6条文说明]本条规定了动力检测设备的基本要求。目的是为了避免测量时可能产生的误差。若测试仪器对测试系统质量和刚度有明显影响，可通过修正方法予以消除。4.1.7采用无线传感器时，内置采集模块应符合本规程4.1.4要求，内置传感器件应符合本规程4.1.3要求，信号无障碍传输距离应大于50m，内置电池供电时间不小于30min。[条文说明]本条规定了无线传输距离。考虑到障碍物对信号的屏蔽与衰减，为保证信号的信噪比，本条例规定了最小无障碍传输距离应大于50米，实际应用应该保证信号强度优于-90dbm。过低的信号强度会导致数据错误和降低传输速率。为满足本规程5.1.5的要求，本条规定了电池供电时传感器或采集仪的工作时间，保证动力检测时，供电时间应不小于30分钟。4.1.8无线通讯方式的选择，应根据动态数据流量和速率选择合适的传输方式和通讯协议。[条文说明]本条规定了无线振动采集通讯方式的基本要求，即根据数据流量和传输速率确定，对于动力性能和动力响应测试，可采用WiFi，4G，5G等通讯方式，对于多通道同步无线传输，应计算每个通道的带宽以满足实际测试要求。

4.2设备维护4.2.1动力检测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。[条文说明]规定了动力检测系统在使用、运输和保管过程中的注意事项，是为了避免仪器损坏而给测量带来误差。4.2.2动力检测系统在使用、运输和保管过程中应注意防水、防潮、防曝晒和防剧烈振动等。[条文说明]规定了动力检测系统在使用、运输和保管过程中的注意事项，是为了避免仪器损坏而给测量带来误差。4.2.3检测时，检测设备、仪器均应有防风、防雨雪、防晒和防振等保护措施。4.2.4仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在-10℃～50℃范围内。4.2.5对于长期监测的传感器和采集设备，应采用带有存储功能的设备进行采集、存储，并根据需要配置触发、无线传输等功能。[条文说明]规定了长期监测所用传感器和采集设备的技术要求。长期监测数据的存储方式可采用本地存储或者云端平台存储等。本地存储是将数据存储在现场的采集设备里，云存储是将数据通过网络存储在远程的服务器或者是存储器上。为保证数据的安全，云存储宜选用加密方式保存数据，并通过账户密码登录。长期监测可采用连续采样或间隔采样方式存储与传输数据。连续采样数据的存储与传输应满足数据流量的要求，对于采集频率高，时间长，数据流量大的信号应优先选择本地存储，需要无线远程传输的数据应采用数据压缩技术传输，以保证数据的完整性。4.2.6对于无线测试传感器及设备，应根据无线设备的供电要求，定期进行电池更换或充电。

5工程结构动力特性检测5.1一般规定5.1.1下列工程结构结构应进行动力特性检测：1超限高层建筑及其他需要进行抗震、抗风、工作环境或其他激励下的动力响应计算的结构；2上部承重结构整体或局部有明显振动且引起使用者对结构安全担心时，或可能产生共振现象时；3需要通过动力参数进行结构损伤的结构；4遭受偶然作用(如强震、爆炸、火灾、撞击等)，且需要进行安全评估的结构；5对质量有怀疑和争议的结构。[条文说明]超限高层建筑的定义详见住房和城乡建设部印发的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》。上部承重结构整体或局部有明显振动且引起使用者对结构安全担心，如振动导致结构构件、围护系统开裂或其他损坏等。5.1.2下列工程结构结构宜进行动力特性检测：1需要确定实际动力性能的大型公共建筑以及复杂、重要和新型结构；2需进行健康监测的结构；3抗震设防烈度为7度（设计基本地震加速度为0.15g）及以上地震区的高层建筑结构；4遭受偶然作用（如强震、爆炸、火灾、撞击等）且需进行安全评估的结构；5其他需要进行动力检测的结构。[条文说明]大型公共建筑一般指建筑面积2万平方米以上的办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输用房。对于大型公共建筑和重要建筑宜在建筑工程竣工验收完成后，使用前和使用后分别进行一次动力测试，并宜在每隔十年左右再进行一次动力测试，对使用30年以上的建筑物宜7年左右再进行一次动力测试。这些测试应与工程竣工验收完成使用后的动力测试相比较，以确定建筑结构是否存在损伤及其损伤范围，为是否需要进行详细检测提供依据。新型结构，如装配式建筑是用工业化的生产方式建造建筑，将建筑的部分构件或全部构件在工厂预制完成后，运输到工地现场，通过可靠的连接方式组装而成，其结构体系分为混凝土结构体系，钢结构体系，木结构体系。装配式结构的节点的连接是关键，如果连接质量不好，影响建筑的结构安全与使用。且在同样使用的条件下装配式建筑刚度退化速度大于现浇整体结构，因此对装配式建筑应缩短动力检测周期。根据《结构健康监测系统设计标准》CECS333规定：“应通过结构振动监测数据，获取结构自振频率、振型、阻尼比。当有特殊要求时，应获取模态刚度、模态质量。”根据《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）规定：“在各种设计状况下，装配式整体结构可采用与现浇结构混凝土相同的方法进行结构分析。”但由于节点连接方式、构造措施以及施工工艺等方面的差异，是否完全“等同现浇”未经实践确认，结构动力特性检测为判别装配式结构建成后是否达到“等同现浇”的设计原则提供了一种方法。同时可通过对结构现状刚度的分析判别结构的可能损伤区域及范围。其他需要进行动力性能检测的情况，如：有干扰振源的建筑、存在振动设备的工业厂房或者当上部承重结构产生的振动对人体舒适度、设备仪器正常工作以及结构正常使用产生不利影响时。5.1.3工程结构动力特性检测宜采用环境激励法或强迫振动法进行检测。[条文说明]结构动力特性检测包括结构的固有频率、振型、阻尼比等参数。动力特性检测结果可与结构计算结果或原有试验结果对比，为工程结构设计、抗震验算及安全性评价提供基本技术资料。一般主要应用于：验证理论计算；分析结构的振动现象，如扭转振动、鞭梢效应等；寻找减小振动的途径。当测试工程结构的基本振型时，宜选用环境激励法，在满足测试要求条件下，也可选用强迫振动等其他方法；当测试平面内多个振型时应选用环境激励法或稳态正弦波激振法；当测试结构空间振型时，宜选用多振源相位控制同步的稳步正弦波激振法。5.1.4工程结构动力特性检测系统通频带应覆盖工程结构拟测振型对应的频率。一般应用时，频率范围宜选择0.5～100Hz，信噪比应大于90dB。5.1.5工程结构动力特性检测应遵循：1多通道应同步测试；2采样频率设定应符合奈奎斯特定律要求，宜设为拟测最高振型对应频率的3～5倍。3强迫振动法检测应采集不少于4～5个完整波形，宜为8～10个完整波形；环境激励法检测采样时间应不少于30min，宜设为60min。[条文说明]采样定理又称奈奎斯特定理，奈奎斯特频率fs必须严格大于信号包含的最高频率的2倍。如果信号中包含的最高频率恰好为奈奎斯特频率，那么在这个频率分量上的采样会因为相位模糊而有无穷多种该频率的正弦波对应于离散采样，因此不足以重建为原来的连续时间信号。

5.2检测方法5.2.1传感器的布置应遵循以下原则：1平动测点应在每层结构的质心附近布置传感器，扭转测点应对称布置。在刚度突变处及附近应布置传感器，层数较多时宜隔层布置，且尽量布置在可以避开人为干扰的位置；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数量；4当需要作多次测试时，可采用移动测点法测试。每次测试中应至少保留一个共同的参考点。[条文说明]动力特性检测时，测点应沿结构高度布置在振型曲线上位移较大的部位，要注意防止将测点布置在振型曲线的“节”点处，即在某一振型上结构振动时位移为“零”的不动点，为此建议在试验前通过理论计算进行初步分析，对可能产生的振型大致做到心中有数。5.2.2根据检测目的，选择合适的传感器布置方向。传感器宜沿结构纵向、横向和竖向三个方向布置。[条文说明]工程结构动力检测应根据检测目的，选择合适的检测方向来布置传感器。5.2.3数据采集过程中发现有较大的干扰时，应增加采样时间或排除干扰后重新采集数据。5.2.4高度大于50m的高层建筑、烟囱、塔桅结构宜采用无线采集系统。[条文说明]实践证明，对高度大于50m的高层建筑、烟囱、塔桅结构进行动力特性测试时，高空电子干扰、屏蔽线自重及晃动等因素对检测结果带来较大误差。同时在采用无线采集系统过程中必须注意数据传输的稳定。

5.3数据处理5.3.1工程结构动力特性检测数据应进行以下预处理：1信号标定；2消除趋势项；3滤波处理。[条文说明]工程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。所以采集得到的振动信号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。其次由于采集到的振动信号数据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势项的存在，会使时域中的相关分析或频域中的功率谱分析产生很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。趋大的误差，甚至使低频谱完全失去真实性，所以必须将其消除。滤波的主要作用有滤除信号中的噪声或虚假成分、提高信噪比、平滑数据、抑制干扰、分离频率等。滤波器按频率范围分类有低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BSF）和梳状滤波器。按照数学运算方式考虑，数字滤波又分为时域滤波方法和频域滤波方法。5.3.2采用FFT进行频谱分析时，信号应加窗函数处理。采用环境激励法测量时，对于测量时间小于1h的信号，采用FFT进行频谱分析时，信号重叠率宜大于50%。[条文说明]采用FFT进行频谱分析时，信号加窗函数处理的目的是为消除旁瓣干扰。5.3.3工程结构动力特性参数的识别应根据检测方法选择采用频域识别法、时域识别法或时频域识别方法。5.3.4采用频域峰值法确定结构动力特性应包括下列内容：1自振频率的判断应采用下列方法：1）自功率谱（幅值谱）峰值处对应的频率；2）互功率谱（或传递函数）时，相干函数值局部最大处对应的频率，对于1阶自振频率处的相干函数值应接近于1；3）互功率谱（或传递函数）时，输入输出信号相位近似同相位或反相位处对应的频率。2阻尼比宜按照半功率带宽法确定。3振型函数应该按照下列规定确定：当各个模态的自振频率分布离散，且结构阻尼比相对较小时，振型之比可由下式得出：（5.3.4）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。功率谱密度函数、频响函数、相干函数以及其它相关振动信号特征值的计算可参考本规程附录B。5.3.5时域识别法采用的原始数据应为结构的自由振动响应，宜选用单参考点复指数法、随机子空间法或特征系统实现法进行分析。[5.3.3~5.3.5条文说明]本条规定为常用结构动力参数的识别方法。一般而言工程结构动力参数的识别方法具体有以下几种：1结构模态参数的频域识别法结构模态参数的频域识别法，是基于结构传递函数或频率响应(简称频响函数)在频域内识别结构的固有频率、阻尼比和振型等模态参数的方法。频域法可分为单模态识别法、多模态识别法、分区模态识别法和频域总体识别法。对小阻尼且各阶模态耦合较小的系统，用单模态识别法可达到满意的识别精度。而对模态耦合较大的系统，必须用多模态识别法。对于单自由度体系而言，一般采用幅值法、分量法以及导纳圆法，而对于多自由度体系，SISO法和SIMO法被较多的采用。频域法的最大优点是利用频域平均技术，最大限度地抑制了噪声影响，使模态定阶问题容易解决，但也存在若干不足。2结构模态参数的时域识别法结构模态参数的时域识别法是指在时间域内识别结构模态参数的方法。结构时域模态参数识别方法的研究与应用比频域方法要晚一些，但近年来随着计算机技术的发展而逐步发展起来的。时域法可以克服频域法的一些缺陷，特别是对大型复杂结构受到风、浪及大地环境激励的作用，它们在工作中承受的荷载很难测量，但响应信号很容易测得，直接利用响应的时域信号进行参数识别无疑是很有意义的。由于时域法参数识别技术只需要响应的时域信号，从而减少了激励设备，大大节省了测试时间与费用，这些都是频域法所不具有的优点。但同时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。如何区分和剔除噪声模态，一直是时域法中的重要课题。3时频域识别方法实际工程中的很多环境激励是非平稳的随机过程，处理这种非平稳的时变信号需要能同时在时、频两域进行局部分析的方法和技术。联合时频域方法既有频域法的优点又有时域法的优点，既利用了直观的频率分布信息，又利用了包含丰富结构信息的时程响应数据。联合时频域方法将结构响应在时-频两域展开，有利于识别非线性响应结构的特征，是一种很有前途的动力学系统辨识方法。基于小波变换以及基于希尔伯特黄变换（HHT）的模态参数识别方法是两种主要的模态参数时频域方法，后者需要与经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,简称EMD)联合使用来识别模态参数，而EMD技术尚有许多问题需要解决。基于小波变化或希尔伯特黄变换的联合时频域方法在处理非平稳激励下的模态参数识别方面得到了广泛的应用。基于小波的结构模态参数识别技术将信号变换到时-频域，这有利于识别结构的动态特征参数频率、阻尼和振型。可参考的结构模态参数识别方法及特点如下表：类型激励方式方法特点频域方法人工激励分量估计法简单方便，识别精度有限Levy法识别精度高，计算量大最小二乘圆拟合法基于图解法，精度不高分区模态综合法适用于较大型结构随机激励峰值拾取法操作简单、识别速度快，但难以识别密集模态，阻尼比识别精度不高频域分解法（FDD）可以识别密集模态，不能识别阻尼比增强频域分解法（EFDD）对FDD方法的补充，可以识别阻尼比时域方法人工激励单参考点复指数法（SRCE）不受阻尼大小、模态密集程度和噪声干扰影响随机激励随机子空间法（SSI）适用于平稳激励，对输出噪声有一定的抗干扰能力，计算量大特征系统实现法（ERA）计算量小，识别精度高时频域方法随机激励小波分析适用于非平稳信号HHT变换分辨率高，可处理非平稳信号5.3.6复杂结构的动力特性参数，可采用时频域识别方法进行模态分析。

6工程结构动力响应检测6.1一般规定6.1.1当需要考虑振动对工程结构安全和正常使用的影响时，应进行调查工作，并应符合下列规定：1应查明振源的类型、频率范围及相关振动的情况；2应查明振源与被检测工程结构的地理位置、相对距离及场地地质情况。6.1.2工程结构动力响应检测前应根据待测振动的振源特性、频率范围、幅值、动态范围、持续时间等因素制定合理的检测方案，便于测试获得足够的振动数据。6.1.3动力响应检测，宜根据不同的振源类型按表6.1.3选择测量参数。表6.1.3各振源类型对应的测量参数振源类型测量参数交通运输速度爆破速度打桩速度室内机械速度或加速度室外机械速度或加速度人的活动速度或加速度[6.1.1~6.1.3条文说明]本章适用的振源类型包括交通运输、爆破、打桩、室内机械、室外机械以及人的活动。不同振源类型其结构响应的特征可以参考《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。振源的调查主要是了解振动的时间历程以及频率和振动强度的范围，以对测量系统的频响特性进行合理规定。当建筑周边已有明确的振源时，宜采用现场测试的方法对工程结构所在地以及上部结构的振动进行测量，可根据结构振动的频率、振幅的分析结果，参照现行相关标准和合适的国际标准评价振动对结构产生的影响。由于轨道振动测试受场地限制、地铁作业时间的限制、地铁轨道内部强电磁干扰等因素的影响，已有的轨道振动测试资料较少，尚不能总结出可靠度较高的轨道振动动力响应规律，因此宜对轨道交通周边的大型公共建筑以及历史保护建筑进行长期动力响应监测。长期监测的传感器和采集设备，应满足本规程4.2.5的要求。6.1.4动力响应检测前，应估计被测量参数的最大值，然后调整采集系统的量程。预估测量最大值宜为量程的二分之一到三分之二之间，以保证采集的信号不失真。6.1.5工程结构动力响应检测应根据振源类型选择不同频响范围的传感器。6.1.6采样频率应符合奈奎斯特定律要求，宜为拟测最高频率的8～10倍。

6.2检测方法6.2.1测点的选择应具有代表性，能够使检测结果正确反映所代表区段的振动状况，测点布置应符合下列要求：1应根据振源影响范围、传播方向、振动衰减规律布置测点。离振源近时测点间距离小，离振源远时测点间距离可逐渐增大。2宜在建筑物内不同高度布置测点。检测因交通运输、打桩、爆破所引起的结构振动，其检测点位置应设在顶层楼面标高、基础上或设置在建筑底层平面主要承重外墙或柱的底部；当检测因工业振动对古建筑结构的影响时，其检测点位置宜设在承重结构最高处。3环境振动检测点应置于各类区域建筑物室外0.5m以内振动敏感处。必要时，测点置于建筑物室内地面中央。4检测住宅建筑室内振动，对面积不大于20m2的房间，应至少选取1个测点，测点应选在人员主要活动区域地面振动敏感位置，当振动敏感位置无法确定时，测点应在室内地面中央；对面积大于20m2的房间，应至少选取3个测点，测点应选在人员主要活动区域地面振动敏感位置，当振动敏感位置无法确定时，测点应在室内地面均匀分布。[条文说明]一般至少布置4个测点以上，才可以体现振动衰减的大致规律。当存在多个振动源时，应考虑振动源之间的相互作用，即从距离、相位差等因素考虑振动源之间的影响。必要时，需要考虑振动源与结构之间的动力相互作用。当振源为动力机器基础时，应将传感器置于沿振动波传播方向测试的基础轴线边缘上；当振源为公路交通车辆时可将传感器置于行车道沿外0.5m处，并沿振动传播方向布置；当振源为铁路交通车辆时可将传感器置于距铁路轨外0.5m处，并沿振动传播方向布置；当振源为锤击预制桩时可将传感器置于距桩边0.3～0.5m处，并沿振动传播方向布置。传感器若无法避免置于草地、沙地、雪地或地毯等松软的地面上，可在松软的地面上打入一定深度的木桩。6.2.2传感器的安装应符合下列要求：1传感器应宜采用胶接或者机械连接等方式安装于平坦、坚实的被测表面，不应安装于草地、沙地、雪地或地毯等松软的地面上，且不应有松动现象；2传感器的灵敏度主轴方向应与测量的方向一致。[条文说明]规定了传感器安装的方法，以减少不必要的误差。规定传感器的安装方向，主要是为了避免传感器各安装位置上方向不一致而可能引起的误差。具体可参考《机械振动与冲击加速度计的机械安装》GB/T14412。

6.3数据处理6.3.1采集数据应按本规程第5.3.1条进行信号预处理。[条文说明]根据对象的不同以及相应评定标准的不同，可以选择不同的参数进行评定：加速度、速度及位移。当测试结果为其中一种时，可以通过相应的积分或者微分方法得到另外两种。积分方法可以采用时域积分或频域积分方法。6.3.2动力响应检测数据应根据振动的时间特征分别采用以下处理方法：1连续振动：每个测点应取整个时域波形的振幅有效值或者最大值作为评价量；对于周期性出现的冲击振动，宜以5-10次测试时域信号最大峰值的算术平均值作为评价量。2瞬态振动：应取每次冲击过程中的最大值为评价量。对于重复出现的冲击振动，宜以10次测试最大值的算术平均值作为评价量。[条文说明]振动的分类方法1按系统响应类型分类确定性振动，是指工程结构的振动过程中具有确定的形式和必然的变化规律，可以用时间t的确定函数来描述的振动现象。随机性振动，是从另外一个角度看待工程结构的振动问题，认为工程结构振动过程没有确定的变化形式，也没有必然的变化规律，只能用概率统计的方法进行描述。2按系统响应时间分类连续振动，是指激振力对结构连续作用时间不少于5。瞬态振动，是指激振力对结构连续作用时间少于5。式中——是结构共振响应的时间常数；——为共振时的阻尼比；——为基本固有模态的共振频率，Hz。6.3.3环境振动应按照《城市区域环境振动测量方法》GB10071计算振动加速度级VAL。[条文说明]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：VAL＝20lg(a/a0)（dB）式中：a—振动加速度有效值，m／s2；a0—基准加速度，a0=10-6m／s2。6.3.4采集的数据宜进行频谱分析，并对比结构动力特性结果与振源频谱特性判断是否产生共振。

6.4检测结果6.4.1评价振动的影响，应按照下列步骤进行：1工程结构动力响应测试；2数据处理；3根据测试目的选择相应评价标准；4综合分析和评价。[条文说明]数据主要应用于评价振动对工程结构安全的影响；评价振动对仪器设备的影响；评价振动对人体健康及舒适性的影响；分析振动现象并找出振动原因；分析振动在传递过程中的衰减规律。6.4.2工程结构动力响应的检测结果应按表6.4.2进行评价.表6.4.2动力响应的检测结果评价检测目的评价因子评价方法评价指标评价工程结构在工业与环境振动作用下的振动控制以及振动的影响振源类型振源频率结构类型测点位置建筑结构基础和顶层楼面的振动速度时域信号应取竖向、水平向两个主轴方向，评价指标应取三者峰值的最大值及其对应的振动频率。参考《建筑工程容许振动标准》GB50868考虑振动对上部承重结构影响的鉴定评级振源频率结构类型振动速度为质点振动相互垂直的三个分量的最大值，频率为主振频率。参考《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292城市区域环境振动的评定振源类型振源频率（1）振源为稳态振动时，每个测点测量一次，取5s内的平均示数作为评价量；（2）振源为冲击振动时，取每次冲击过程中的最大示数为评价量，对于重复出现的冲击振动，以10次读书的算术平均值为评价量；（3）振源为无规则振动时，每个测点等间隔地读取瞬时读数，采样间隔不大于5s，连续测量时间不少于1000s，以测量数据的VLz10为评价量；（4）振源为铁路振动时，读取每次列车通过过程的最大示数，每个测点连续测量20次列车，以20次读值的算术平均值为评价量。参考《城市区域环境振动标准》GB10070评价住宅建筑室内振动对居住者的干扰振源类型振源频率振动时段室内用途应根据振动类别采用不同的评价量测量与评价Z振级：冲击振动、城市轨道交通振动以及铁路交通振动测量评价应采用Z振级最大值；其他类型振动测量评价量应采用Z振级等效值。参考《住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准》GB/T50355工程爆破引起的结构动力响应的评价振源频率结构类型采用保护对象所在地基础质点峰值振动速度（质点振动相互垂直的三个分量的最大值）和主振频率（根据现场实测波形确定，或按照《爆破安全规程》GB6722取值）。参考《爆破安全规程》GB6722评价工业振动对古建筑结构的影响保护级别结构类型弹性波的传播速度当结构对称是，可按任一主轴水平方向测试；当结构不对称时，应按各个主轴方向分别测试。参考《古建筑防工业振动技术规范》GB/T50452[条文说明]采用本条中评价标准时，若评价标准中含有相关数据处理方法，则数据处理因按照相关标准的要求进行。

7检测报告的编写7.0.1检测报告应包括以下内容，并应符合《建设工程质量检测规程》DGJ32/J21的规定。1工程概况：检测依据、目的和要求；地理位置和地质条件；结构建造年代等信息；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；应包括被测对象的时域图，频域图等基本数据，以及相关结果描述。5检测结论与建议；6附图与附表；7其他信息。[条文说明]报告编写前，资料应进行全面整理，梳理清楚，做到各种数据准确无误，以保证最终成果的质量。检测报告应该区别工程类型、规模大小、繁简程度、专业特点、实施方法和条件等情况，根据不同的工程大小、工程繁简程度确定检测报告的繁简程度、书写格式等。7.0.2检测报告应重点突出、文理通顺、表达清楚、结论正确、信息完整。[条文说明]本条阐述了对检测报告的基本要求。

附录A动力检测原始记录表表A.0.1结构动力检测原始记录表工程项目委托单位合同编号检测依据工程地址报告编号检测仪器采样频率测点个数检测日期检测人员审核人员采集仪通道号导线编号传感器编号检测位置检测方向备注12345678测点位置示意图建筑层数地下：地上：测点布置楼层结构类型□木结构□砖木□砌体□底框□砼框架□剪力墙□框架-剪力墙□框架-核心筒□排架□钢框架□门式刚架□其它：检测环境条件□室内□室外温度：天气：数据存储方式□光盘□优盘刻盘名称：存盘方式：表A.0.2-1环境振动（无规则振动）检测原始记录表工程项目委托单位合同编号检测依据工程地址报告编号检测仪器检测日期检测人员审核人员编号采样时间（s）VLz-min（dB）VLz-max（dB）VLz10（dB）12345678910测点位置示意图地面状况主要振源备注表A.0.2-2环境振动（铁路振动）检测原始记录表工程项目委托单位合同编号检测依据工程地址