一种基于心率变化的楼板振动舒适度的初步测试方法与流程

本发明涉及测试楼板舒适度领域，具体是涉及一种基于心率变化的楼板振动舒适度的初步测试方法。

背景技术：

随着工程技术水平的不断提高，钢结构的推广应用及轻质高强材料的发展，各种新型结构体系如悬挂结构体系，大跨度结构体系得到了广泛应用，结构呈现大跨，轻质，低阻尼的趋势。

由于诸如悬挂结构体系、大跨度结构体系等结构体系较为复杂，结构本身自振频率较低，当人行荷载激励的频率和楼板自振频率相近时，会激起楼板较大的振动响应，使人和楼板产生共振，给人的正常生活生产带来影响，因此用对楼板振动舒适度的评价以此获取楼板振动频率。

因此，采用舒适度指标未知的楼板建筑楼房，一旦楼板的舒适度不达标，会严重影响该建筑物内人员的工作和生活，亟需设计一种评价楼板振动舒适度的方法非常有必要。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于心率变化的楼板振动舒适度的初步测试方法，能够获取楼板在舒适度这一指标上是否达标。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于心率变化的楼板振动舒适度的初步测试方法，包括如下步骤：

s1，获取测试人员在标准振动频率楼板上的心率标准值，所述心率标准值用于反映标准振动频率楼板带给测试人员的舒适度；

s2，获取测试人员在待测楼板上的心率参考值，所述心率参考值用于反映待测楼板带给测试人员的舒适度；

s3，若心率参考值小于等于心率标准值，则待测楼板的舒适度指标合格，否则，待测楼板的舒适度指标不合格。

进一步，步骤s1中获取心率标准值的具体步骤如下：

其中，zi为测试人员在水泥地面上步频i时的心率峰值，yi为测试人员在标准振动频率楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率标准值，步频i为1s内走了i步。

进一步，步骤s2中获取心率参考值的具体步骤如下：

yi为测试人员在待测楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率参考值；

步骤s3的具体步骤如下：

若ki≤ki，则在步频为i时待测楼板的舒适度指标合格，否则，待测楼板的舒适度指标不合格。

进一步，步骤s1中获取心率标准值的具体步骤如下：

其中，n为试验的总次数，zij为第j次试验时测试人员在水泥地面上步频i时的心率峰值，yi为测试人员在标准振动频率楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率标准值，步频i为单位时间内走了i步。

进一步，步骤s2中获取心率参考值的具体步骤如下：

yi为测试人员在待测楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率参考值；

步骤s3的具体步骤如下：

若ki≤ki，则在步频为i时待测楼板的舒适度指标合格，否则，待测楼板的舒适度指标不合格。

进一步，所述标准振动频率楼板与建筑物刚性连接。

进一步，步频i的取值为2。

进一步，获取测试人员的心率峰值的装置包括包括心率手环和心率手表。

进一步优选的，标准振动频率为3hz。

进一步优选的，测试人员的年龄为18岁～50岁，测试人员的体重为45kg～70kg，身高为150cm～180cm。

本发明的有益效果如下：

(1)将测试人员在标准振动频率楼板上舒适度作为参照标准，测试人员在振动频率未知的待测楼板上的舒适度与标准舒适度作比较，以此判断待测楼板是否达标，防止建筑物采用不达标的楼板，而导致居住人员的不适。

可以快速对楼板振动舒适度进行初步的判断，为后期更进一步的舒适度评判提供参考。

(2)可快速对楼板振动舒适度进行初步评判。基于前期的大量实验所得出的对应不同步伐的心率标准值，通过便携式心率测试仪可以测定一段时间内普通人的心率峰值，可以对楼板振动舒适度进行初步判断。如果该楼板的舒适度明显不满足人体对楼板舒适度的要求，则可以直接判断该楼板不能使用，快速获得楼板的舒适度结果，方便快捷，也避免了在没有初步判断的情况下就采用大型测试仪器而增加的工作量，能够节约测试时间和降低测试人员的工作强度，即为进一步的舒适度评判奠定基础。

(3)本方法施行快速，可节约时间成本。通过便携式心率测试仪可以初步评价楼板振动舒适度，如果初步评价结果显示楼板舒适度不满足要求，再通过采集仪和传感器进行进一步评价，有利于综合利用资源，降低评价成本。同时前期基于国家规范确定的普通水泥地面的心率峰值和心率标准值,使得评价方法更加具有科学性。

(4)通过确定不同步伐下的心率标准值，进而评判不同步伐下楼板振动舒适度，有利于测试人员根据建筑物实际情况选择不同的步伐进行舒适度评判，使得评价结果更具有实用性，避免同一评判标准导致的不合理。

(5)由于已知测试人员的年龄、身高和体重，如果该测试人员在待测楼板上的舒适度不合格，则可以获知和测试人员一样的人群不适合走在该待测楼板上。

(6)通过引入普通水泥地面，测试普通人在待测楼板上较普通水泥地面心率增长的百分比，与心率标准值相比较。避免了在待测楼板上测得的心率绝对值与在自振频率为临界值的楼板上测得的心率绝对值直接相比较，降低了每次在待测楼板上试验时由于试验人员的不同，其他偶然的环境因素所导致的不确定性，提高了测试结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的在标准振动频率楼板上的试验示意图；

图3为本发明的在水泥地面上的试验示意图；

图4为本发明的在待测楼板上的试验示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种基于心率变化的楼板振动舒适度的初步测试方法，如图1所示，包括如下步骤：

s1，获取测试人员在标准振动频率楼板上的心率标准值，心率标准值用于反映标准振动频率楼板带给测试人员的舒适度。楼板的标准振动频率可以为3hz,也可以为4hz、8hz、10hz、15hz。本实施例中，楼板的标准振动频率为3hz。测试人员的年龄为18岁～50岁，测试人员的体重为45kg～70kg，身高为150cm～180cm，具体步骤如下：

如图2所示，设计一块自振频率为临界值的楼板，边界条件为四周刚接，设定有工况x1：普通人按照2hz的步行频率沿着楼板跨度方向从a点走到b点。通过便携式心率测试仪测定普通人从a点走到b点时的心率峰值，记为yi。同样的工况下，该普通人在普通水泥地面上同样从a点按照2hz的步行频率走到b点，如图3所示，通过便携式心率测试仪测定心率峰值，也可以为心率手环和心率手表，记为zi。

其中，zi为测试人员在水泥地面上步频i时的心率峰值，yi为测试人员在标准振动频率楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率标准值，步频i为单位时间内走了i步，本实施例中i为2hz。

其中，让普通人按照2hz的频率行走的方法包括：假设行走路径的长度为s(m)，普通人步幅为l(m)，步行频率f＝2hz，行走速度为v(m/s)，则有v＝lf,可得从a点走到b点的时间因此在试验过程中，只要控制步幅l(m)和行走时间t(s)，即可实现按照2hz的频率行走。

s2，如图4所示，获取测试人员在待测楼板上的心率参考值，心率参考值用于反映待测楼板带给测试人员的舒适度。

yi为测试人员在待测楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率参考值。测试人员在待测楼板上的路线和步骤s1中的在标准振动频率上的路线一下，i也是2hz，同一个测试人员。

s3，若心率参考值小于等于心率标准值，则待测楼板的舒适度指标合格，否则，待测楼板的舒适度指标不合格，即：

若ki≤ki，则待测楼板的舒适度指标合格，否则，待测楼板的舒适度指标不合格。舒适度指标合格是指达到国家标准规范。

本发明的检测舒适度的方法可以在大范围为判断楼板是否符合国家规范，如果初步检测不合格，再采用精密的仪器作进一步的检测，能够减轻检测的工作强度。另外当检测出心率峰值在一定范围内的人员不适合走在待测楼板上时，可以方便工作人员张贴提示语，以便降低安全隐患。

实施例2

在实施例1的基础上，步骤s1中的心率标准值的也可以为：

其中，n为试验的总次数，本实施例中，n的值为10，zij为第j次试验时测试人员在水泥地面上步频i时的心率峰值，yi为测试人员在标准振动频率楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率标准值，步频i为单位时间内走了i步。

步骤s2中获取心率参考值也可以为：

yi为测试人员在待测楼板上步频i时的心率峰值，为的绝对值，ki为在步频i时的心率参考值。