新型减震结构及建筑物振动大数据采集方法与流程

1.本发明涉及建筑物抗震技术领域，尤其涉及一种新型减震结构及建筑物振动大数据采集方法。


背景技术：

2.目前，建筑结构中由钢构件、组合构件或钢筋混凝土件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震等外力破坏的能力，需要在前述框架结构中设置抗震结构。传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震等自然灾害。由于自然灾害作用强度和特性的不确定性，传统的抗震方法设计的结构又不具备自我调节能力，因此当地震来临，往往会造成重大的经济损失和人员伤亡。
3.对此本领域提出了在框架结构中设置耗能构件来提高建筑的抗震性能。其中粘滞耗能阻尼器作为的其中一种重要的耗能结构，由于其能够最大限度吸收和消耗了地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏，因此得到了较为广泛的应用。例如公开号为cn205653915u的专利采用了在两根框架柱之间设置粘滞阻尼器的抗震结构。但是目前采用粘滞阻尼器的抗震结构往往直接将粘滞阻尼器的两端连与框架的两根框架柱连接，采用这种结构时作为耗能构建的粘滞阻尼器了占用了相邻两根框架柱之间的整个空间，其影响范围过大，不利用建筑物的正常使用。此外为了能够充分研究地震对城市中建筑的影响，需要采集大量的建筑物的振动数据，因此需要在大量的建筑物中专门安装振动检测装置来检测建筑物的振动情况，通过这些振动检测装置所采集的海量数据进行分析来对研究地震对建筑的影响。但是城市中的建筑物的数量往往较为庞大，专门安装振动检测装置的方式增加了大量的安装工作。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种新型减震结构及建筑物振动大数据采集方法，用于解决现有技术中的减震结构影响范围大，不利用建筑物的正常使用以及专门安装振动检测装置导致工作量大大增加的技术问题。
5.本发明采用的技术方案是：
6.第一方面，本发明提供一种新型减震结构，包括：
7.楼层主体框架，包括合围成一长方体框架的第一框架柱、第二框架柱、第一框架梁和第二框架梁，所述第一框架柱和第二框架柱沿竖直方向设置，所述第一框架梁和第二框架梁沿水平方向设置；
8.阻尼器支墩，位于第一框架柱和第二框架柱之间，所述阻尼器支墩中形成有相对于水平方向倾斜的安装腔；
9.第一隔墙，位于阻尼器支墩和第一框架柱之间，所述阻尼器支墩和第一隔墙之间可相对错动；
10.第二隔墙，位于阻尼器支墩和第二框架柱之间，所述阻尼器支墩和第二隔墙之间
可相对错动；
11.粘滞阻尼器，倾斜安装在所述安装腔中，所述粘滞阻尼器相对的两端分别与第一铰接座和第二铰接座铰接，所述第一铰接座与预埋在阻尼器支墩中的锚筋连接，所述第二铰接座与预埋在阻尼器支墩中的锚筋连接，其中与第一铰接座直接连接的锚筋的数量大于4，与第二铰接座直接连接的锚筋的数量大于4；
12.振动数据采集模块，安装在所述粘滞阻尼器上，所述振动数据采集模块用于采集粘滞阻尼器的振动数据。
13.优选地，还包括第一构造柱和第二构造柱，所述第一构造柱位于第一隔墙和阻尼器支墩之间，所述第二构造柱位于第二隔墙和阻尼器支墩之间，所述第一构造柱和阻尼器支墩之间设置有柔性材料填充层，所述第二构造柱和阻尼器支墩之间设置有柔性材料填充层，所述柔性材料填充层与所述安装腔相通。
14.优选地，所述第一铰接座包括沿水平方向设置的第一连接面和沿竖直方向设置的第二连接面，所述第二铰接座包括沿水平方向设置的第三连接面和沿竖直方向设置的第四连接面，所述第一连接面与第一组锚筋直接连接，所述第一组锚筋包括4根相互平行的且沿竖直方向设置的锚筋，所述第二连接面与第二组锚筋直接连接，所述第二组锚筋包括4根相互平行且沿水平方向设置的锚筋，所述第三连接面与第三组锚筋直接连接，所述第三组锚筋包括4根相互平行且沿竖直方向设置的锚筋，所述第四连接面与第四组锚筋直接连接，所述第四组锚筋包括4根相互平行且沿设水平方向设置的锚筋，所述第一组锚筋与第一连接面的连接位置同第三组锚筋与第三连接面的连接位置在竖直方向上错开，所述第二组锚筋与第二连接面的连接位置同第四组锚筋与第四连接面的连接位置在竖直方向上错开。
15.优选地，在第三组锚筋的上方沿水平方向设置有第一连接腔，所述第一连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通，在第四组锚筋的下方沿水平方向设置后第二连接腔，所述第二连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通。
16.优选地，在第三组锚筋的上方沿水平方向设置有第一连接腔，所述第一连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通，在第四组锚筋的下方沿水平方向设置后第二连接腔，所述第二连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通。
17.优选地，所述阻尼器支墩上设置有检修口，所述检修口设置在阻尼器支墩的与粘滞阻尼器检修区域对应的位置，所述振动数据采集模块包括振动传感器、控制电路和柔性连接线路，所述振动传感器和柔性连接线路分别与所述控制电路电连接，所述柔性连接线路有检修口处引出到阻尼器支墩的外部，所述控制电路用于控制振动数据的采集。
18.优选地，还包括第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨，所述第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨沿竖直方向安装在所述安装腔中，所述第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨位于粘滞阻尼器的径向方向的两侧，在所述第一轻钢龙骨、第二轻钢龙骨和粘滞阻尼器之间的空隙中填充有玻璃丝棉填充层，所述玻璃丝绵填充中包裹住粘滞阻尼器的外壁，在安装腔的内壁和第一轻钢龙骨之间设置有第一水泥纤维板，在安装腔的内壁和第一轻钢龙骨之间设置有第二水泥纤维板。
19.第二方面，本发明还提供一种建筑物振动大数据采集方法，利用安装在建筑物中的多个减震结构进行建筑物振动大数据的采集，所述减震结构为第一方面所述的新型减震结构，包括以下步骤：
20.s1：监测地震预警信号；
21.s2：当监测到地震预警时根据地震预警信号获取地震波预计到达时间；
22.s3：根据地震波预计到达时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段的建筑物振动数据的采样频率；
23.s4：在各个预设时间段按照对应的采样频率进行建筑物振动数据的采集。
24.优选地，设地震波预计达到的时间为t0，所述ss3：根据地震预计到达时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段的建筑物振动数据的采样频率还包括以下步骤：
25.s31：根据地震波预计达到时间t0确定地震波达到前的t1时间和t2时间以及地震波到达后的t3时间，所述t2时间在t1时间之前；
26.s32：根据所述t0时间、t1时间、t2时间和t3时间确定第一预设时间段，第二预设时间段和第三预设时间段，所述第一预设时间段为[t2,t1),所述第二预设时间段为[t1,t0)，所述第三预设时间段为[t0,t3]；
[0027]
s33：确定第一预设时间段对应的第一采样频率k1(t)、第二预设时间段对应的第二采样频率k2(t)和第三预设时间段对应的第三采样频率k3(t)，其中k1(t)、k2(t)和k3(t)均为关于时间t的函数、其中k1(t)≤k2(t)≤k3(t)。
[0028]
优选地，在s33之后还包括以下步骤：
[0029]
s34：获取根据地震信息所预测的地震烈度和所采用的地震烈度预测模式，所述地震烈度预测模式包括地震动参数衰减预测模式和地震纵波预测模式；
[0030]
s35：根据地震烈度预测模式和当前建筑物与震源之间的距离确定所预测的地震烈度的有效性；
[0031]
s36：如果所预测的地震烈度有效，则根据预测的地震烈度调整第三采样频率k3(t)，具体包括以下步骤：
[0032]
s361：获取烈度大小与所预测的地震烈度最接近的历史地震的振动数据作为参考数据；
[0033]
s362：根据第三采样频率k3(t)和参考数据获取预采样数据；
[0034]
s363：计算预采样数据中各个相邻数据之间的数值变动幅度，并确定出其中的最大数值变动幅度；
[0035]
s364：判断所述最大数值变动幅度是否在理想数值变动幅度区间[f1,f2]内；
[0036]
s365：若否，则当最大数值变动幅度超过f2时将第三采样频率k3(t)调大，当最大数值变动幅度小于f1时将第二采样频率k3(t)调小，然后重复步骤s362至步骤s365，直到最大数值变动幅度位于理想数值变动幅度区间之内；
[0037]
s366：若是则保持当前的第三采样频率k3(t)不变；
[0038]
s37：如果所预测的地震烈度无效，则保持当前的第三采样频率k3(t)不变。
[0039]
有益效果：本发明中的新型减震结构将用于安装粘滞阻尼器的阻尼器支墩设置在两根框架柱的中部，并利用第一隔墙和第二隔墙将阻尼器支墩与两侧框架柱之间的空间进行填充，同时使阻尼器支墩可以相对两侧的第一隔墙和第二隔墙错动，这样当建筑发生振动时，粘滞阻尼器不仅可以在阻尼器支墩错动的过程中充分吸收建筑振动的能量，还可以使粘滞阻尼器的长度大大缩短，从而使得减震结构中耗能部件的影响范围大大减小。由于本发明中的粘滞阻尼器倾斜安装在阻尼器支墩的安装腔中，使得粘滞阻尼器所受的力可以
分解到竖直方向和水平方向两个不同的方向上，从而让粘滞阻尼器两端的铰接座可以直接连接的锚筋数量均可以超过4根，这样就使可直接连接的锚筋的数量得到显著的增加。由于本发明将用于采集振动大数据的振动数据采集模块安装在所述粘滞阻尼器上，因此安装本发明的粘滞阻尼器的同时就完成了振动数据采集模块的安装，不必再专门安装振动检测装置，大大缩减了工作量。
[0040]
本发明的建筑物振动大数据采集方法根据地震波预计到达时间对应设置各个预设时间段的振动数据采样频率，可以在合理利用振动大数据采集资源的同时，采集到充足的建筑物振动数据。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本发明的保护范围内。
[0042]
图1为本发明的新型减震结构的示意图；
[0043]
图2为本发明的新型减震结构的中阻尼器支墩及两侧柔性材料填充层的结构示意图；
[0044]
图3为本发明中的阻尼器安装腔及周围部分的结构示意图；
[0045]
图4为本发明中的新型减震结构的纵剖视图；
[0046]
图5为本发明中的振动数据采集模块的结构框图；
[0047]
图6为本发明的建筑物振动大数据采集方法的流程示意图；
[0048]
图7为本发明的确定建筑物振动数据采样频率的方法的流程示意图；
[0049]
图8为本发明根据预测的地震烈度调整振动数据采样频率的方法的流程示意图；
[0050]
图9为本发明在预测地震烈度有效的情况下调整第三采样频率的方法的流程示意图；
[0051]
图中零件部及其编号：
[0052]
第一框架柱11、第二框架柱12、第一框架梁13、第二框架梁14、第一隔墙21、第二隔墙22、第一构造柱23、第二构造柱24、柔性材料填充层25、粘滞阻尼器3、第一铰接座4、第一连接面41、第二连接面42、第二铰接座5、第三连接面51、第四连接面52、第一轻钢龙骨61、第二轻钢龙骨62、玻璃丝棉填充层63、第一水泥纤维板64、第二水泥纤维板65、阻尼器支墩7、安装腔71、第一连接腔72、第二连接腔73、检修口74、第一组锚筋81、第二组锚筋82、第三组锚筋83、第四组锚筋84。
具体实施方式
[0053]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位
置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
[0054]
实施例1
[0055]
如图1所示，本发明提供一种新型减震结构，该新型减震结构包括楼层主体框架、阻尼器支墩7、第一隔墙21、第二隔墙22、粘滞阻尼器3和振动数据采集模块。
[0056]
其中楼层主体框架包括合围成一长方体框架的第一框架柱11、第二框架柱12、第一框架梁13和第二框架梁14，所述第一框架柱11和第二框架柱12沿竖直方向设置，所述第一框架梁13和第二框架梁14沿水平方向设置；其中第一框架柱11和第二框架柱12左右排布，第一框架梁13和第二框架梁14上下排布，并且第一框架柱11、第一框架梁13、第二框架柱12和第二框架梁14依次相连形成长方体框架。
[0057]
如图1和图2所示，其中阻尼器支墩7位于第一框架柱11和第二框架柱12之间，阻尼器支墩7整体上大致成长方体状，所述阻尼器支墩7中形成有相对于水平方向倾斜的安装腔71。安装腔71设置在阻尼器支墩7的中部。在竖直方向上，安装腔71将阻尼器支墩7分隔成了上下两个部分；阻尼器支墩7中预埋有若干根锚筋。
[0058]
其中第一隔墙21位于阻尼器支墩7和第一框架柱11之间，所述阻尼器支墩7和第一隔墙21之间可相对错动；其中第二隔墙22位于阻尼器支墩7和第二框架柱12之间，所述阻尼器支墩7和第二隔墙22之间可相对错动；
[0059]
本实施例利用第一隔墙21和第二隔墙22填补阻尼器支墩7和两侧的框架梁之间的空间，从而使粘滞阻尼器3的影响范围缩减在阻尼器支墩7的范围内。
[0060]
如图2所示和图3所示，其中粘滞阻尼器3倾斜安装在所述安装腔71中，所述粘滞阻尼器3相对的两端分别与第一铰接座4和第二铰接座5铰接，所述第一铰接座4与预埋在阻尼器支墩7中的锚筋连接，所述第二铰接座5与预埋在阻尼器支墩7中的锚筋连接，其中与第一铰接座4直接连接的锚筋的数量大于4，与第二铰接座5直接连接的锚筋的数量大于4；
[0061]
根据相关设计规范的要求，与铰接座所连接的锚筋的数量不宜超过4排，但是4排锚筋并不能满足实际应用的需求。对此本实施例将粘滞阻尼器3倾斜安装在安装腔71中，这样粘滞阻尼器3上的作用力可以被分解到竖直方向和水平方向两个不同的方向上，因此可以采用更多的锚筋和粘滞阻尼器3的铰接座进行直接连接。
[0062]
本实施例中的新型减震结构将用于安装粘滞阻尼器3的阻尼器支墩7设置在两根框架柱的中部，并利用第一隔墙21和第二隔墙22将阻尼器支墩7与两侧框架柱之间的空间进行填充，同时使阻尼器支墩7可以相对两侧的第一隔墙21和第二隔墙22错动，这样当建筑发生振动时，粘滞阻尼器3不仅可以在阻尼器支墩7错动的过程中充分吸收建筑振动的能量，还可以使粘滞阻尼器3的长度大大缩短，从而使得减震结构中耗能部件的影响范围大大减小。由于本发明中的粘滞阻尼器3倾斜安装在阻尼器支墩7的安装腔71中，使得粘滞阻尼
器3的可以分解到竖直方向和水平方向两个不同的方向上，使得粘滞阻尼器3两端的铰接座可以直接连接的锚筋数量均可以超过4根，从而使可直接连接的锚筋的数量得到显著的增加。
[0063]
其中振动数据采集模块安装在所述粘滞阻尼器3上，所述振动数据采集模块用于采集粘滞阻尼器3的振动数据。由于本实施例将用于采集振动大数据的振动数据采集模块安装在所述粘滞阻尼器3上，因此在建筑物中安装本发明的粘滞阻尼器3的同时就完成了振动数据采集模块的在建筑物中的安装。因此采用本实施例的新型减震结构后，就不必再专门安装振动检测装置，大大缩减了工作量。
[0064]
如图1和图2所示，作为一种可选但有利的实施方式，本发明的新型抗震结构还还包括第一构造柱23和第二构造柱24，所述第一构造柱23位于第一隔墙21和阻尼器支墩7之间，所述第二构造柱24位于第二隔墙22和阻尼器支墩7之间，所述第一构造柱23和阻尼器支墩7之间设置有柔性材料填充层25，所述第二构造柱24和阻尼器支墩7之间设置有柔性材料填充层25，所述柔性材料填充层25与所述安装腔71相通。所述柔性材料填充层25中填充有柔性材料。
[0065]
本实施例通过在第一隔墙21朝向阻尼器支墩7的左侧设置第一构造柱23并在第一构造柱23和阻尼器支墩7之间设置柔性材料填充层25的方式使阻尼器支墩7的左侧可以更好地相对第一隔墙21错动，同理本实施例通过在第二隔墙22朝向阻尼器支墩7的右侧设置第二构造柱24并在第二构造柱24和阻尼器支墩7之间设置柔性材料填充层25的方式使阻尼器支墩7的右侧也可以更好地相对第二隔墙22错动。这样通过阻尼器支墩7的错动就可以使安装在阻尼器支墩7中的粘滞阻尼器3更加充分地消耗地震输入的能量。其中柔性填充材料可以采用玻璃丝棉。
[0066]
如图3所示，作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中所述第一铰接座4包括沿水平方向设置的第一连接面41和沿竖直方向设置的第二连接面42，所述第二铰接座5包括沿水平方向设置的第三连接面51和沿竖直方向设置的第四连接面52，所述第一连接面41与第一组锚筋81直接连接，所述第一组锚筋81包括4排相互平行的且沿竖直方向设置的锚筋，所述第二连接面42与第二组锚筋82直接连接，所述第二组锚筋82包括4排相互平行且沿水平方向设置的锚筋，所述第三连接面51与第三组锚筋83直接连接，所述第三组锚筋83包括4排相互平行且沿竖直方向设置的锚筋，所述第四连接面52与第四组锚筋84直接连接，所述第四组锚筋84包括4排相互平行且沿设水平方向设置的锚筋，所述第一组锚筋81与第一连接面41的连接位置同第三组锚筋83与第三连接面51的连接位置在竖直方向上错开，所述第二组锚筋82与第二连接面42的连接位置同第四组锚筋84与第四连接面52的连接位置在竖直方向上错开。
[0067]
采用前述结构后，第一铰接座4的一部分力沿着竖直方向被分解到与第一连接面41连接的4排锚筋中，另一部分力则沿着水平方向被分解到与第二连接面42连接的4排锚筋中，使得与第一铰接座4直接连接的锚筋数量到达了8排。同理第二铰接座5的一部分力沿着竖直方向被分解到与第三连接面51连接的4排锚筋中，另一部分力则沿着水平方向被分解到与第四连接面52连接的4排锚筋中，使得与第二铰接座5直接连接的锚筋数量到达了8排。由于本实施例将第一组锚筋81与第一连接面41的连接位置同第三组锚筋83与第三连接面51的连接位置在竖直方向上错开，将第二组锚筋82与第二连接面42的连接位置同第四组锚
筋84与第四连接面52的连接位置在竖直方向上错开，因此粘滞阻尼器3两端的力被分散到了阻尼器支墩7的部分位置和不同方向，使得粘滞阻尼器3可以充分消耗地震输入到阻尼器支墩7上的能量。
[0068]
如图3所示，本实施例还在第三组锚筋83的上方沿水平方向设置有第一连接腔72，所述第一连接腔72将安装腔71和所述柔性材料填充层25连通，在第四组锚筋84的下方沿水平方向设置有第二连接腔73，所述第二连接腔73将安装腔71和所述柔性材料填充层25连通。
[0069]
如图4所示，作为一种可选但有利的实施方式，本实施例的新型减震结构还包括第一轻钢龙骨61和第二轻钢龙骨62，所述第一轻钢龙骨61和第二轻钢龙骨62沿竖直方向安装在所述安装腔71中，所述第一轻钢龙骨61和第二轻钢龙骨62位于粘滞阻尼器3的径向方向的两侧，在所述第一轻钢龙骨61、第二轻钢龙骨62和粘滞阻尼器3之间的空隙中填充有玻璃丝棉填充层63，所述玻璃丝绵填充中包裹住粘滞阻尼器3的外壁，在安装腔71的内壁和第一轻钢龙骨61之间设置有第一水泥纤维板64，在安装腔71的内壁和第一轻钢龙骨61之间设置有第二水泥纤维板65。本实施例利用轻钢龙骨将安装腔71中的空间分隔成两部分空间，其中靠近粘滞阻尼器3的空腔中填充了玻璃丝绵，外侧的空腔中则用水泥纤维板进行保护。采用前述结构后可以对粘滞阻尼器3形成良好的保护，可以起到良好的防火和隔音的效果，从而为粘滞阻尼器3提供了一个可靠的环境，保证了粘滞阻尼器3工作的可靠性。同时也为安装在粘滞阻尼器3上的振动数据采集模块隔离了外部环境的干扰，提高了振动数据采集模块数据采集的准确性。
[0070]
本实施例还在所述阻尼器支墩7上设置了检修口74，所述检修口74设置在阻尼器支墩7的与粘滞阻尼器3检修区域对应的位置。如图3所示，其中检修口74开设在阻尼器支墩7正对粘滞阻尼器3中部的位置。检修口74可以设置为矩形，并沿着粘滞阻尼器3倾斜的方向倾斜设置。
[0071]
如图5所示，本实施例中的振动数据采集模块包括振动传感器、控制电路和柔性连接线路，所述振动传感器和柔性连接线路分别与所述控制电路电连接，所述柔性连接线路由检修口74处引出到阻尼器支墩7的外部，所述控制电路用于根据监测到的地震预警信号来控制振动数据的采集，具体的数据采集方式可以参见实施例2中的相关介绍。
[0072]
其中振动传感器包括但不限于压电型振动传感器，驻极体型振动传感器，电磁型振动传感器，电涡流振动传感器，弹簧型振动传感器，机械接触型振动传感器。作为一种可选的实施方式，本实施例采用cla-3微型传感器，cla-3微型传感器是一种采用新型高灵敏度传感膜设计的全向振动传感器。其灵敏度可调，同时具有较好的抗干扰性。
[0073]
其中柔性连接线路至少包括数据传送线路和电源线路。其中电源线路与外部电源连接，数据传送线路用于向其它设备传送数据。此外本实施例的振动数据采集模块还包括自带的备用电源。在不方便连接外部电源的地方可以利用自带的备用电源为数据采集模块的各个子功能模块供电。当发生地震时，外部电源可能被切断，这时可以启动备用电源。
[0074]
所述控制电路还包括通信子模块，振动数据采集模块利用通信子模块与外部设备通信，其中通信子模块包括有线通信子模块和/或无线通信子模块。所述通信子模块包括但不限于plc通信模块，can总线通信模块，wifi通信模块，rf mesh通信模块，zigbee通信模块，zwave通信模块，nb-iot通信模块，elte-iot通信模块，tcp/ip通信模块。
[0075]
其中控制电路包括处理器以及存储有计算机程序指令的存储器。具体地，上述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，还可以是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
[0076]
其中，存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器402包括只读存储器(rom)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(prom)、可擦除prom(eprom)、电可擦除prom(eeprom)、电可改写rom(earom)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
[0077]
处理器通过读取并执行存储器中存储的计算机程序指令，以实现本实施例的建筑物振动数据采集方法。
[0078]
在一个示例中本实施例的控制电路还可包括通信接口和总线。其中，处理器、存储器、通信接口通过总线连接并完成相互间的通信。
[0079]
实施例2
[0080]
如图6所示，本实施例提供一种建筑物振动大数据采集方法，该方法利用安装在建筑物中的多个减震结构进行建筑物振动大数据的采集，所述减震结构为实施例1中所述的新型减震结构，包括以下步骤：
[0081]
s1：监测地震预警信号；
[0082]
由于电磁波远比地震波传播速度快，因此目前可以在地震产生后通过电磁波向远离震中的其它区域发出地震预警信号，在地震波达到前向其它区域预警。例如2021年5月21日，云南大理市荡漾濞县连续发生5.6级6.4级地震，中国地震网通过地震预警提前74秒～83秒向昆明居民发出地震预警。本实施例可以利用振动数据采集模块来接收地震预警信号，并对是否接收到地震预警信号进行监测，如果监测到了地震预警信号则启动下一步骤。
[0083]
s2：当监测到地震预警时根据地震预警信号获取地震波预计到达时间；
[0084]
其中地震波达预计到时间是预估的指地震波到达振动数据采集模块所处的建筑物位置的时间。
[0085]
s3：根据地震波到的时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段对应的采集建筑物振动数据的采样频率；
[0086]
由于地震波到达后会引起建筑物的剧烈振动，振动数据的值也在急剧变化，为了获取足够的建筑物振动信息，往往需要较高的采样频率进行数据的采集。但是在没有地震发生的情况下振动数据的变化则十分平缓，这种情况下如果也采用较高的采样频率则会浪费资源，尤其在城市建筑中布置了较多的振动数据采集模块的情况下会产生大量分析价值较低的数据，而采集、存储和筛选这些数据都需要用到大量的资源，因此容易造成资源的浪费。对此本步骤根据地震波到达的时间来灵活调整振动数据采集模块的采样频率，设置好
地震波达到前后各个时间段的采样频率，使得数据采集模块既可以在建筑物受到的地震波作用的过程中采集到足够的数据，又可以避免资源的浪费。其中建筑物振动数据包括但不限于振动的幅度、振动的方向、振动的频率、振动点的位移、振动点的速度、振动点的加速度等。
[0087]
s4：在各个预设时间段按照对应的采样频率进行建筑物振动数据的采集。
[0088]
如图7所示，作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中，s3：根据地震预计到达时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段的建筑物振动数据的采样频率还包括以下步骤：
[0089]
s31：根据地震波预计达到时间t0确定地震波达到前的t1时间和t2时间以及地震波到达后的t3时间，所述t2时间在t1时间之前；
[0090]
由于预警信号对地震波达到的时间预估具有一定的误差，为了避免时间预估误差的影响，本实施例可以在预估的地震波达到时间之前的一段时间就对振动数据的采样频率进行调整。其中地震波达到前的t1时间和t2时间可以根据经验设置。其中t1可设置为预计地震波达到时间的前10秒至前20秒之间的值，t2则为t1之前的15秒至20秒之间的值。例如地震波预计达到时间t0为10点40分10秒，则t1可以设置为10点39分58秒，而t2则可以设置为10点39分42秒。其中t3为地震作用结束的时间，该时间可以根据经验进行设置，具体可以再已知的最长地震作用时间的基础上增加一定的时间冗余量tr后确定。例如已知的最长地震作用时间为t
maxz
，则t3＝t0+t
max
+tr，其中时间冗余量一般为5分钟至10分钟。
[0091]
s32：根据所述t0时间、t1时间、t2时间和t3时间确定第一预设时间段，第二预设时间段和第三预设时间段，所述第一预设时间段为[t2,t1),所述第二预设时间段为[t1,t0)，所述第三预设时间段为[t0,t3]；
[0092]
其中第一预设时间段[t2,t1)为地震波临近到达前的一段时间，所述第二预设时间段[t1,t0)为地震波达到概率较高的时间段，而第三预设时间段[t0,t3]则为地震波达到至地震波作用结束的概率最高的时间段。在第一预设时间段、第二预设时间段和第三预设时间段之外的时间可以认为是不受本次地震影响的时间。
[0093]
s33：确定第一预设时间段对应的第一采样频率k1(t)、第二预设时间段对应的第二采样频率k2(t)和第三预设时间段对应的第三采样频率k3(t)，其中k1(t)、k2(t)和k3(t)均为关于时间t的函数、其中k1(t)≤k2(t)≤k3(t)。
[0094]
具体实施时可以先确定频率最高的第三采样频率k3(t)，
[0095]
其中k3(t)可以设置为关于时间t的分段函数，在t0到t0之后的5分钟时间段，k3(t)的函数图像为一段直线，在t0之后的5分钟时间至t3的时间段内k3(t)的值随时间线性递减。其中k3(t)在t0至t0之后的5分钟时间段内的值可以根据经验进行设置，一般可以设置满足当地之前所发生的大多数地震的振动数据采集的采样频率。例如某地区80％及以上的地震烈度在z度以下，则可以将k3(t)在t0至t0之后的5分钟时间内的采样频率值设置为可以满足烈度为z度的建筑物振动数据采样频率的值。在k3(t)确定好之后可以确定k2(t)的大小。由于一般第二时间段的时间较短，因此k2(t)的函数图像可以为一段斜线段，k2(t)的最大值与k3(t)在t0至t0之后的10分钟时间内的采样频率值相同，而k2(t)的最小值则可以设置为k2(t)的最大值的70％。其中k1(t)的函数图像可以设置为一段直线，且k1(t)的值可以设置为与k2(t)的最小值相等。
[0096]
前述方案按照满足当地大多数地震的烈度要求来设置振动数据采样频率，但是实际发生的地震的烈度可能超过前述预设的地震烈度，这时可能造成数据采样频率过低。实际发生的地震也可能低于预设的地震烈度，这时可能造成数据采集频率过高。对此作为一种可选但有利的实施方式，如图8所示，在本实施例中，所述s33之后还包括以下步骤：
[0097]
s34：获取根据地震信息所预测的地震烈度和所采用的地震烈度预测模式，，所述地震烈度预测模式包括地震动参数衰减预测模式和地震纵波预测模式；
[0098]
地震烈度预测指的是地震发生后，利用初始地震波参数(加速度、速度)对该次地震最大的烈度进行预测。根据预测方式的不同地震烈度预测一共可分为两种模式。第一种烈度预测模式为地震动参数衰减预测模式，是根据地震动参数的衰减关系，来对地震波未到达区域的烈度进行预测，该类方法可归为异地预警。这种方法需要计算出相对精确的震源信息，然后对震源附近烈度进行预测，相关研究结果表明，利用地震动参数衰减关系能够很好的对破坏性地震进行预警。该类方法考虑了震级以及震源距对地震烈度的影响，而且能够在破坏性地震波到来之前就对地震烈度进行预测，但是需要事先计算出地震发生后震中位置和震源距等参数，这就使得震源附近的区域成为预测盲区。
[0099]
第二种地震烈度预测模式为地震纵波预测模式，该模式不需要事先计算出震中位置和震源距等参数，而是通过p波(地震纵波)触发后的地震动参数与地震最大烈度之间的函数信息，对地震烈度进行预测，该类方法可归为现地预警。但是该类方法只有得到当前时刻的地震波参数才能对最大烈度进行预测。
[0100]
s35：根据地震烈度预测模式和当前建筑物与震源之间的距离确定所预测的地震烈度的有效性；
[0101]
考虑到前述两种地震烈度预测模式各有优缺点，本实施例在实际应用中对前述两种预测模式的预测结果做一定的取舍，从中选取有效的预测结果作为后续处理的基础。其中判断预测结果有效性的方法包括：
[0102]
s351：如果地震预测模式为地震动参数衰减预测模式，且当前建筑物与震源之间的距离小于预设距离，则所预测的地震烈度的无效；
[0103]
s352：如果地震预测模式为地震动参数衰减预测模式，且当前建筑物与震源之间的距离大于等于预设距离，则所预测的地震烈度的有效；
[0104]
如果地震烈度的预测值是采用为地震动参数衰减预测模式那么就需要判断当前建筑物是否处于地震动参数衰减预测模式的预测盲区中。其中预设距离根据预测盲区的范围确定，以保证大于预设距离时完全处于预测盲区外为宜。
[0105]
s353：如果地震预测模式为地震纵波预测模式，则所预测的地震烈度的有效；
[0106]
由于采用地震纵波预测模式部存在预测盲区的问题，因此默认采用地震纵波预测模式预测的地震烈度为有效值。
[0107]
s36：如果所预测的地震烈度有效，则根据预测的地震烈度调整第三采样频率k3(t)，如图9所示，具体包括以下步骤：
[0108]
s361：获取烈度大小与所预测的地震烈度最接近的历史地震的振动数据作为参考数据；本步骤可以从而之前所发生的地震的振动数据中进行筛选，选择与预测地震烈度最接近的地震的振动数据进行后续处理。例如预测地震烈度为7度，如果历史数据中有地震烈度为7度的数据，则选择该数据作为地震振动数据，如果没有则可以从已有数据中选择选择
烈度最接近的作为参考数据，例如历史发生的地震中有没有地震烈度为7度的数据，但是有地震烈度6度和烈度为8度的地震振动数。这是可以选择烈度为6度或者烈度为8度的地震振动数据作为参考数据。如果有多个历史地震的烈度与预测烈度接近，那么可以选择震源距离最近的或者发生时间最近的地震的振动数据作为参考数据。前述振动数据可以是振动点的位移、振动点的速度、振动点的加速度等种类的数据，可以针每一种数据来确定其合适的采样频率。
[0109]
s362：根据第三采样频率k3(t)和参考数据获取预采样数据；
[0110]
本步骤先对参考数据进行曲线拟合，得到拟合后的曲线，该曲线对应的函数为关于时间的函数，其横坐标为时间纵坐标为振动数据的值。然后按照第三采样频率k3(t)对拟合后的曲线进行采样得到预采样数据。具体可以根据采样频率得到采样的间隔时间，从而确定采样的时刻，然后可以按照采样的时刻从拟合后的曲线中选取出对应时刻的曲线的纵坐标值作为预采样数据的值。
[0111]
s363：计算预采样数据中各个相邻数据之间的数值变动幅度，并确定出其中最大数值变动幅度；其中相邻数据是指间隔一个采样间隔时间的两个数据。设相邻两个数据分别为data(k)和data(k+1)，则相邻数据之间的数值变动幅度为(data(k+1)-data(k))/data(k)。
[0112]
s364：比较所述最大数值变动幅度与理想数值变动幅度区间[f1,f2]的大小关系；其中理想数值变动幅度区间是指数据的数值变动幅度对后续的分析处理影响很小的变动幅度的范围，该范围可以根据后续数据处理的需要来设定。
[0113]
s365：如果最大数值变动幅度超过f2则将第三采样频率k3(t)调大，如果最大数值变动幅度小于f1则将第二采样频率k3(t)调小，然后重复步骤s362至步骤s365，直到最大数值变动幅度位于理想数值变动幅度区间之内；如果最大数值变动幅度超过f2则表明在当前采样频率下，数据的数值变化量过大，这时可以适当将采样频率调大，以缩短采样时间间隔，采集更多的有价值数据。
[0114]
如果最大数值变动幅度小于f1则表明在当前采样频率下，数据的数值变化量较小，这时可以适当将采样频率调小，以增加采样时间间隔，从而减少资源浪费。
[0115]
s366：如果最大数值变动幅度位于理想数值变动幅度区间之内则保持当前的第三采样频率k3(t)不变；本实施例利用烈度最接近的地震的振动数据作为参照，按照前述预采样的方式对采样频率进行不断调整，可以使调整后的频率与预估的地震烈度最匹配。
[0116]
s37：如果所预测的地震烈度无效，则表明预测的地震烈度不可靠，此时仍然按照当前的设定第三采样频率k3(t)进行采样。
[0117]
在调整好第三采样频率后，也可以根据调整后的第三采样频率k3(t)进行采样按照前述第一采样频率和第二采样频率的确定方法调整第二采样频率和第一采样频率。
[0118]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.新型减震结构，其特征在于，包括：楼层主体框架，包括合围成一长方体框架的第一框架柱、第二框架柱、第一框架梁和第二框架梁，所述第一框架柱和第二框架柱沿竖直方向设置，所述第一框架梁和第二框架梁沿水平方向设置；阻尼器支墩，位于第一框架柱和第二框架柱之间，所述阻尼器支墩中形成有相对于水平方向倾斜的安装腔；第一隔墙，位于阻尼器支墩和第一框架柱之间，所述阻尼器支墩和第一隔墙之间可相对错动；第二隔墙，位于阻尼器支墩和第二框架柱之间，所述阻尼器支墩和第二隔墙之间可相对错动；粘滞阻尼器，倾斜安装在所述安装腔中，所述粘滞阻尼器相对的两端分别与第一铰接座和第二铰接座铰接，所述第一铰接座与预埋在阻尼器支墩中的锚筋连接，所述第二铰接座与预埋在阻尼器支墩中的锚筋连接，其中与第一铰接座直接连接的锚筋的数量大于4，与第二铰接座直接连接的锚筋的数量大于4；振动数据采集模块，安装在所述粘滞阻尼器上，所述振动数据采集模块用于采集粘滞阻尼器的振动数据。2.根据权利要求1所述的新型减震结构，其特征在于，还包括第一构造柱和第二构造柱，所述第一构造柱位于第一隔墙和阻尼器支墩之间，所述第二构造柱位于第二隔墙和阻尼器支墩之间，所述第一构造柱和阻尼器支墩之间设置有柔性材料填充层，所述第二构造柱和阻尼器支墩之间设置有柔性材料填充层，所述柔性材料填充层与所述安装腔相通。3.根据权利要求1所述的新型减震结构，其特征在于，所述第一铰接座包括沿水平方向设置的第一连接面和沿竖直方向设置的第二连接面，所述第二铰接座包括沿水平方向设置的第三连接面和沿竖直方向设置的第四连接面，所述第一连接面与第一组锚筋直接连接，所述第一组锚筋包括4排相互平行的且沿竖直方向设置的锚筋，所述第二连接面与第二组锚筋直接连接，所述第二组锚筋包括4排相互平行且沿水平方向设置的锚筋，所述第三连接面与第三组锚筋直接连接，所述第三组锚筋包括4排相互平行且沿竖直方向设置的锚筋，所述第四连接面与第四组锚筋直接连接，所述第四组锚筋包括4排相互平行且沿设水平方向设置的锚筋，所述第一组锚筋与第一连接面的连接位置同第三组锚筋与第三连接面的连接位置在竖直方向上错开，所述第二组锚筋与第二连接面的连接位置同第四组锚筋与第四连接面的连接位置在竖直方向上错开。4.根据权利要求1所述的新型减震结构，其特征在于，在第三组锚筋的上方沿水平方向设置有第一连接腔，所述第一连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通，在第四组锚筋的下方沿水平方向设置后第二连接腔，所述第二连接腔将安装腔和所述柔性材料填充层连通。5.根据权利要求1所述的新型减震结构，其特征在于，所述阻尼器支墩上设置有检修口，所述检修口设置在阻尼器支墩的与粘滞阻尼器检修区域对应的位置。6.根据权利要求5中所述的新型减震结构，其特征在于，所述振动数据采集模块包括振动传感器、控制电路和柔性连接线路，所述振动传感器和柔性连接线路分别与所述控制电路电连接，所述柔性连接线路有检修口处引出到阻尼器支墩的外部，所述控制电路用于根
据监测到的地震预警信号来控制振动数据的采集。7.根据权利要求1至6中任一项所述的新型减震结构，其特征在于，还包括第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨，所述第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨沿竖直方向安装在所述安装腔中，所述第一轻钢龙骨和第二轻钢龙骨位于粘滞阻尼器的径向方向的两侧，在所述第一轻钢龙骨、第二轻钢龙骨和粘滞阻尼器之间的空隙中填充有玻璃丝棉填充层，所述玻璃丝绵填充中包裹住粘滞阻尼器的外壁，在安装腔的内壁和第一轻钢龙骨之间设置有第一水泥纤维板，在安装腔的内壁和第一轻钢龙骨之间设置有第二水泥纤维板。8.建筑物振动大数据采集方法，其特征在于，利用安装在建筑物中的多个减震结构进行建筑物振动大数据的采集，所述减震结构为权利要求1至7中任一项所述的新型减震结构，包括以下步骤：s1：监测地震预警信号；s2：当监测到地震预警时根据地震预警信号获取地震波预计到达时间；s3：根据地震波预计到达时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段的建筑物振动数据的采样频率；s4：在各个预设时间段按照对应的采样频率进行建筑物振动数据的采集。9.根据权利要求8所述的建筑物振动大数据采集方法，其特征在于，设地震波预计达到的时间为t0，所述ss3：根据地震预计到达时间确定振动数据采集模块在各个预设时间段的建筑物振动数据的采样频率还包括以下步骤：s31：根据地震波预计达到时间t0确定地震波达到前的t1时间和t2时间以及地震波到达后的t3时间，所述t2时间在t1时间之前；s32：根据所述t0时间、t1时间、t2时间和t3时间确定第一预设时间段，第二预设时间段和第三预设时间段，所述第一预设时间段为[t2,t1),所述第二预设时间段为[t1,t0)，所述第三预设时间段为[t0,t3]；s33：确定第一预设时间段对应的第一采样频率k1(t)、第二预设时间段对应的第二采样频率k2(t)和第三预设时间段对应的第三采样频率k3(t)，其中k1(t)、k2(t)和k3(t)均为关于时间t的函数、其中k1(t)≤k2(t)≤k3(t)。10.根据权利要求9所述的建筑物振动大数据采集方法，其特征在于，在s33之后还包括以下步骤：s34：获取根据地震信息所预测的地震烈度和所采用的地震烈度预测模式，所述地震烈度预测模式包括地震动参数衰减预测模式和地震纵波预测模式；s35：根据地震烈度预测模式和当前建筑物与震源之间的距离确定所预测的地震烈度的有效性；s36：如果所预测的地震烈度有效，则根据预测的地震烈度调整第三采样频率k3(t)，具体包括以下步骤：s361：获取烈度大小与所预测的地震烈度最接近的历史地震的振动数据作为参考数据；s362：根据第三采样频率k3(t)和参考数据获取预采样数据；s363：计算预采样数据中各个相邻数据之间的数值变动幅度，并确定出其中的最大数值变动幅度；
s364：判断所述最大数值变动幅度是否在理想数值变动幅度区间[f1,f2]内；s365：若否，则当最大数值变动幅度超过f2时将第三采样频率k3(t)调大，当最大数值变动幅度小于f1时将第二采样频率k3(t)调小，然后重复步骤s362至步骤s365，直到最大数值变动幅度位于理想数值变动幅度区间之内；s366：若是则保持当前的第三采样频率k3(t)不变；s37：如果所预测的地震烈度无效，则保持当前的第三采样频率k3(t)不变。

技术总结
本发明属于建筑物减震技术领域，尤其涉及一种新型减震结构及建筑物振动大数据采集方法。本发明的新型减震结构包括：框架梁、框架柱、构造柱、隔墙、阻尼器支墩和粘滞阻尼器，所述填充墙填充在框架梁、框架柱、构造柱所围成的空间中，所述阻尼器支墩位于两堵填充墙之间，所述粘滞阻尼器的相对的两端分别与阻尼器支墩连接，所述粘滞阻尼器上设置有振动数据采集模块。本发明可以显著减少阻尼器影响范围并增加与阻尼器连接的锚筋的数量，同时还可以对建筑物的振动大数据进行采集。建筑物的振动大数据进行采集。建筑物的振动大数据进行采集。


技术研发人员：刘开强 翁明强 蒋媛 王思睿
受保护的技术使用者：中九建工集团有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/12