[发明专利]一种古建筑损伤测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种古建筑损伤测试装置及测试方法，所述测试装置包括力锤激振器、至少一个加速度传感器、数据采集仪和数据处理器；力锤激振器在不同的时间点对古建筑的待测构件的相同部位进行敲击；加速度传感器，采集不同时间点待测构件受到敲击后产生的加速度信号；数据采集仪将加速度传感器采集的待测构件不同时间点产生的加速度信号传输给数据处理器；数据处理器对不同时间点的加速度信号进行分析，判断待测构件是否发生损伤及损伤发展趋势。本发明主要用于监测待测构件的不同模态对应的固有频率的变化，利用相对动态法结合多次试验的真实数据得到结构模态参数的变化对古建筑的损伤程度进行测试。

技术领域

本发明实施例涉及建筑损伤测试技术领域，尤其涉及一种古建筑损伤测试装置及测试方法。

背景技术

中国古代木结构建筑历史悠久，曾经为人类做出了巨大贡献。它是世界上绝无仅有的建筑科学，属于重要的文化遗产。跟据统计结果表明，我国共拥有历史文化名城100多个，国家级重点保护古建筑将近1000座，省级重点保护古建筑数千座，有8万多座具有纪念意义的古建筑。

在木结构中梁、柱作为承重和传力构件十分重要，屋顶是我国古代建筑中最具特色的结构体系，横梁是用来承受其重量的。古人通常在木制建筑物的外表面涂上油，一是保护木骨架，二是对木骨架进行一定程度的装饰和美化。

然而，古代工匠使用油画和其它方法来保护建筑物，在构件外部包裹一层厚厚的油脂装饰层，不利于对古建筑病害的观察，使一些构件有裂纹、极度腐朽或老化，但从外部观察不到。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种古建筑损伤测试装置及测试方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种古建筑损伤测试装置，包括力锤激振器、至少一个加速度传感器、数据采集仪和数据处理器；

所述力锤激振器，用于在不同的时间点对古建筑的待测构件的相同部位进行敲击；

所述加速度传感器，贴合于所述待测构件上，采集不同时间点所述待测构件受到敲击后产生的加速度信号；

所述数据采集仪，其两端分别通过数据线与所述加速度传感器和所述数据处理器电连接，用于将所述加速度传感器采集的待测构件不同时间点产生的加速度信号传输给数据处理器；

所述数据处理器，用于对不同时间点的加速度信号进行分析，判断所述待测构件是否发生损伤以及损伤的发展趋势。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。

进一步的，所述力锤激振器的锤头为弹性锤头，所述力锤激振器具体用于采用预设范围内大小的力对古建筑的待测构件进行敲击。

进一步的，所述数据处理器，所述数据处理器，用于对不同时间点的加速度信号进行分析，判断所述待测构件是否发生损伤以及损伤的发展趋势具体用于：

a、对每一个时间点对应的加速度信号进行频域分析，得到每一个加速度信号的频率与幅值的频谱图；

b、获取每一个加速度信号频谱图中峰值对应的频率；

c、按照每一个时间点的时间顺序，若多个加速度信号频谱图中峰值对应的频率呈现下降趋势，则待测构件发生了损伤，且损伤程度在进一步增加；否则，未发生损伤或者损伤程度未增加。

进一步的，所述步骤b具体包括：

根据每一个加速度信号的频率与幅值的频谱图，获取每一个加速度信号的频谱图中的多个峰值，并获取每一个峰值对应的频率；

相应的，所述步骤c具体包括：