[发明专利]一种环境激励下土木工程结构振动频域响应信号统计规律检测方法

权利要求书

1.一种环境激励下土木工程结构振动频域响应信号统计规律检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取建筑物运营荷载、人行荷载、风环境荷载的环境激励下结构振动响应信号的数据样本；

S2，对所述数据样本做快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换系数实部和虚部的样本；

S3，计算各频率点快速傅里叶变换系数的实部和虚部的样本的期望、实部和虚部的样本的方差；

S4，选定某一频率点，将高斯概率分布作为所述快速傅里叶变换系数实部和虚部的样本的概率模型，并对快速傅里叶变换系数实部和虚部的样本进行K-S检验；若检验结果通过，则通过所述期望、方差及高斯概率分布的概率模型确定该频率点的概率密度函数，并进行下一频率点分析；若检验结果未通过，转入步骤S5；

S5，对于步骤S4中未通过K-S检验的频率点，将t Location-scale分布作为快速傅里叶变换系数实部和虚部的样本的概率模型，对快速傅里叶变换系数实部和虚部的样本进行K-S检验；若检验结果通过，则通过所述期望、方差及t Location-scale分布的概率模型确定该频率点的概率密度函数，并进行到下一频率点分析；

通过土木工程结构振动响应信号概率密度函数能够确定土木工程结构的健康情况；

步骤S1具体过程如下：将多个加速度传感器布置在待检测结构的不同检测点上，用加速度传感器对某一检测点的加速度响应信号进行数据采集，采样频率设为1/Δt，Δt为采样间隔，获得M条结构振动响应信号的数据样本，第j条数据样本记为y_j[nΔt]，n＝0,1,2,…,N-1，N表示每条数据样本中的数据总量。

2.根据权利要求1所述的一种环境激励下土木工程结构振动频域响应信号统计规律检测方法，其特征在于，步骤S2具体过程如下：

S21，对数据样本y_j[nΔt]进行快速傅里叶变换得到快速傅里叶变换系数X_j(k)：

其中ω_k＝kΔω,k＝1,2,…,Int(N/2),分别为X_j(k)的实部和虚部的样本值；“k”表示频率点ω_k；Δω为快速傅里叶变换系数的频率分辨率；

S22，快速傅里叶变换系数的频率分辨率为Δω＝2π/NΔt，快速傅里叶变换系数的实部和虚部分别表示如下：

3.根据权利要求2所述的一种环境激励下土木工程结构振动频域响应信号统计规律检测方法，其特征在于：步骤S3的具体过程如下：

S31，计算得到快速傅里叶变换系数的实部的期望和虚部的期望

S32，根据实部的期望和虚部的期望得到快速傅里叶变换系数的实部的方差和虚部的方差