附录E 结构动力测试方法和要求

E.0.1 建筑结构的动力测试，可根据测试的目的选择下列方法：
1 测试结构的基本振型时，宜选用环境振动法，在满足测试要求的前提下也可选用初位移等其他方法；
2 测试结构平面内多个振型时，宜选用稳态正弦波激振法；
3 测试结构空间振型或扭转振型时，宜选用多振源相位控制同步的稳态正弦波激振法或初速度法；
4 评估结构的抗震性能时，可选用随机激振法或人工爆破模拟地震法。
E.0.2 结构动力测试设备和测试仪器应符合下列要求：
1 当采用稳态正弦激振的方法进行测试时，宜采用旋转惯性机械起振机，也可采用液压伺服激振器，使用频率范围宜在0.5-30Hz，频率分辨率应高于0.01Hz。
2 可根据需要测试的动参数和振型阶数等具体情况，选择加速度仪、速度仪或位移仪，必要时尚可选择相应的配套仪表。
3 应根据需要测试的最低和最高阶频率选择仪器的频率范围。
4 测试仪器的最大可测范围应根据被测试结构振动的强烈程度来选定。
5 测试仪器的分辨率应根据被测试结构的最小振动幅值来选定。
6 传感器的横向灵敏度应小于0.05。
7 进行瞬态过程测试时，测试仪器的可使用频率范围应比稳态测试时大一个数量级。
8 传感器应具备机械强度高，安装调节方便，体积重量小而便于携带，防水，防电磁干扰等性能。
9 记录仪器或数据采集分析系统、电平输入及频率范围，应与测试仪器的输出相匹配。
E.0.3 结构动力测试，应满足下列要求：
1 脉动测试应满足下列要求：避免环境及系统干扰；测试记录时间，在测量振型和频率时不应少于5min，在测试阻尼时不应小于30min；当因测试仪器数量不足而做多次测试时，每次测试中应至少保留一个共同的参考点。
2 机械激振振动测试应满足下列要求：应正确选择激振器的位置，合理选择激振力，防止引起被测试结构的振型畸变；当激振器安装在楼板上时，应避免楼板的竖向自振频率和刚度的影响，激振力应具有传递途径；激振测试中宜采用扫频方式寻找共振频率，在共振频率附近进行测试时，应保证半功率带宽内有不少于5个频率的测点。
3 施加初位移的自由振动测试应符合下列要求：应根据测试的目的布置拉线点；拉线与被测试结构的连结部分应具有能够整体传力到被测试结构受力构件上；每次测试时应记录拉力数值和拉力与结构轴线间的夹角；量取波值时，不得取用突断衰减的最初两个波；测试时不应使被测试结构出现裂缝。
E.0.4 结构动力测试的数据处理，应符合下列规定：
1 时域数据处理：对记录的测试数据应进行零点漂移、记录波形和记录长度的检验；被测试结构的自振周期，可在记录曲线上比较规则的波形段内取有限个周期的平均值；被测试结构的阻尼比，可按自由衰减曲线求取，在采用稳态正弦波激振时，可根据实测的共振曲线采用半功率点法求取；被测试结构各测点的幅值，应用记录信号幅值除以测试系统的增益，并按此求得振型。
2 频域数据处理：采样间隔应符合采样定理的要求；对频域中的数据应采用滤波、零均值化方法进行处理；被测试结构的自振频率，可采用自谱分析或傅里叶谱分析方法求取；被测试结构的阻尼比，宜采用自相关函数分析、曲线拟合法或半功率点法确定。被测试结构的振型，宜采用自谱分析、互谱分析或传递函数分析方法确定；对于复杂结构的测试数据，宜采用谱分析、相关分析或传递函数分析等方法进行分析。
3 测试数据处理后应根据需要提供被测试结构的自振频率、阻尼比和振型，以及动力反应最大幅值、时程曲线、频谱曲线等分析结果。