【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及点支承建筑幕墙领域，具体涉及一种点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法。
技术介绍
1、点支承建筑幕墙具有美观、节能、灵活多样、维护方便等优点，以及具有较强的抗风抗震能力，在现代建筑设计中得到了广泛应用，并成为许多重要建筑的重要组成部分。
2、在多数点支承建筑幕墙破坏案例中，连接失效与构造不合理为点支承建筑幕墙的主要破坏原因，且大多破坏部位集中于幕墙面板与挂件连接处。当点支承建筑幕墙发生损伤时，相应的物理参数会发生对应改变，因而通过结构振动特性的变化得以推断幕墙结构损伤。
3、其中，自振频率在结构模态参数中较为容易得到，且识别精度高。相关技术中，主要依靠动力试验测试或有限元模拟分析获取点支承建筑幕墙的自振频率。虽然通过动力试验测试得以获取较为准确的自振频率，但试验步骤相对复杂、干扰因素较多，测试效率受制于传感器的布置和拆除。而通过有限元模拟分析支承建筑幕墙，幕墙模型的建模、边界条件及相应的约束形式与实际的幕墙结构相比具有一定的偏差，进而影响获取的幕墙面板的动力特性的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，得以获取点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的理论解。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，包括以下步骤：
3、s1、选取支承点，界定所述支承点沿第一方向到所述幕墙面板的邻边的距离为
4、s2、将所述幕墙面板简化为沿第一方向的两端外伸梁模型，沿第一方向的两端外伸梁的总长度为x0，沿第一方向的两端外伸梁的自由外伸端长度为x1；
5、s3、将两端外伸梁的跨中部分简化为简支梁模型，将两端外伸梁的自由外伸端简化为悬臂梁模型，在等截面梁的自由振动平衡方程基础上，根据简支梁的边界条件推导得到简支梁的齐次方程组，根据悬臂梁的边界条件推导得到悬臂梁的齐次方程组；
6、s4、在等截面梁的自由振动平衡方程基础上，根据两端外伸梁的边界条件和位移连续性条件，并结合简支梁的齐次方程组和悬臂梁的齐次方程组，推导得到两端外伸梁的齐次方程组；
7、s5、将x1＝(1/a)x0代入两端外伸梁的齐次方程组，以获得沿第一方向的两端外伸梁的自振频率解作为所述幕墙面板沿第一方向的部分振型的自振频率解。
8、作为一种优选，步骤s2包括步骤：
9、s21a、将所述幕墙面板简化为四边外伸、四点局部约束支承的简支板模型，其中局部约束支承沿第一方向到邻边的距离为x1，简支板模型沿第一方向相对两边的距离为x0；
10、s22a、将所述简支板模型的四点局部约束沿垂直于第一方向的第二方向作等效线性约束，简化为过渡模型，其中线性约束沿第一方向到邻边的距离为x1，过渡模型沿第一方向相对两边的距离为x0；
11、s23a、将所述过渡模型简化为两端外伸梁模型，两端外伸梁的总长度为x0，两端外伸梁的自由外伸端长度为x1。
12、作为一种优选，步骤s1中，还包括支承点沿垂直于第一方向的第二方向到所述幕墙面板的邻边的距离为支撑距离y1，所述幕墙面板沿第二方向的总长y0，满足：y1＝(1/b)y0，其中，b＞1；步骤s2中，还包括将幕墙面板简化为沿第二方向的两端外伸梁模型，沿第二方向的两端外伸梁的总长度为y0，沿第二方向的两端外伸梁的自由外伸端长度为y1；步骤s5中，还包括将y1＝(1/b)y0代入两端外伸梁的齐次方程组，以获得沿第二方向的两端外伸梁的自振频率解作为所述幕墙面板沿第二方向的部分振型的自振频率解。
13、作为一种优选，步骤s2包括步骤：
14、s21b、将幕墙面板简化为四边外伸、四点局部约束支承的简支板模型，其中局部约束支承沿第二方向到邻边的距离为y1，简支板模型沿第二方向相对两边的距离为y0；
15、s22b、将所述简支板模型的四点局部约束沿第一方向作等效线性约束，简化为过渡模型，其中线性约束沿第二方向到邻边的距离为y1，过渡模型沿第二方向相对两边的距离为y0；
16、s23b、将所述过渡模型简化为沿第二方向的两端外伸梁模型，沿第二方向的两端外伸梁的总长度为y0，沿第二方向的两端外伸梁的自由外伸端长度为y1。
17、作为一种优选，步骤s3中，等截面梁的自由振动平衡方程为：
18、其中，e为材料弹性模量，i为截面惯性矩，为梁的单位长度质量，z为挠度，x为任一点位置，t为时间。
19、作为一种优选，步骤s4中，两端外伸梁的自由外伸端的端点的边界条件为：所述自由外伸端的端点的截面弯矩和剪力均为0，两端外伸梁的自由外伸端的端点的齐次方程组：
20、
21、两端外伸梁上与其中一支座对应的第一节点的边界条件为：第一节点左右两侧的截面弯矩相等、转角相等，且第一节点的竖向挠度为0，以满足连续条件，两端外伸梁的第一节点的齐次方程组：
22、
23、两端外伸梁上与另一支座对应的第二节点的边界条件为：第二节点左右两侧的截面弯矩相等、转角相等，且第二节点的挠度为0，以满足连续条件，两端外伸梁的第二节点的齐次方程组：
24、其中，c1至c12为常数，λ为引入参数。
25、作为一种优选，幕墙面板沿第一方向的前n阶频率的解为：其中，λi为第i阶频率解的参数。
26、作为一种优选，步骤s3中，采用分离变量法，对等截面梁的自由振动平衡方程进一步推导获得中间方程组：
27、t″(t)+ω2t(t)＝0；zⅳ(x)-λ4z(x)＝0；其中，z(x)为梁的挠曲曲线，t(t)为梁的位移幅度关于时间的函数，ω2为常数，λ为引入参数；
28、求取所述中间方程组的通解为：
29、t(t)＝c1sinωt+c2cosωt；z(x)＝c1chλx+c2shλx+c3cosλx+c4sinλx，其中，c1至c4为待定常数，λ为引入参数。
30、作为一种优选，步骤s3中，代入边界条件后简支梁的齐次方程组为：
31、
32、作为一种优选，步骤s3中，代入边界条件后悬臂梁的的齐次方程组：
33、
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过步骤s2中对幕墙面板进行合理的约束等效处理和简化以活动幕墙面板对应的两端外伸梁模型，通过步骤s3和s4推导得到两端外伸梁的的齐次方程组，进而代入步骤s1中的支承点的位置关系，得以获得幕墙面板部分振型的自振频率理论解，相比常规的依靠动力试验测试和有限元模拟分析，降低了工作量。
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1.一种点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S2包括步骤：
3.根据权利要求1所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S1中，还包括支承点沿垂直于第一方向的第二方向到所述幕墙面板的邻边的距离为支撑距离y1，所述幕墙面板沿第二方向的总长y0，满足：y1＝(1/b)y0，其中，b＞1；步骤S2中，还包括将幕墙面板简化为沿第二方向的两端外伸梁模型，沿第二方向的两端外伸梁的总长度为y0，沿第二方向的两端外伸梁的自由外伸端长度为y1；步骤S5中，还包括将y1＝(1/b)y0代入两端外伸梁的齐次方程组，以获得沿第二方向的两端外伸梁的自振频率解作为所述幕墙面板沿第二方向的部分振型的自振频率解。
4.根据权利要求3所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S2包括步骤：
5.根据权利要求1-4中任一所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S
6.根据权利要求5所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S4中，两端外伸梁的自由外伸端的端点的边界条件为：所述自由外伸端的端点的截面弯矩和剪力均为0，两端外伸梁的自由外伸端的齐次方程组：
7.根据权利要求6所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，幕墙面板沿第一方向或沿第二方向的前n阶频率的解为：其中，λi为第i阶频率解的参数。
8.根据权利要求5所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S3中，采用分离变量法，对等截面梁的自由振动平衡方程进一步推导获得中间方程组：
9.根据权利要求8所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S3中，简支梁的齐次方程组为：
10.根据权利要求8所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤S3中，悬臂梁的齐次方程组：
...【技术特征摘要】
1.一种点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤s2包括步骤：
3.根据权利要求1所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤s1中，还包括支承点沿垂直于第一方向的第二方向到所述幕墙面板的邻边的距离为支撑距离y1，所述幕墙面板沿第二方向的总长y0，满足：y1＝(1/b)y0，其中，b＞1；步骤s2中，还包括将幕墙面板简化为沿第二方向的两端外伸梁模型，沿第二方向的两端外伸梁的总长度为y0，沿第二方向的两端外伸梁的自由外伸端长度为y1；步骤s5中，还包括将y1＝(1/b)y0代入两端外伸梁的齐次方程组，以获得沿第二方向的两端外伸梁的自振频率解作为所述幕墙面板沿第二方向的部分振型的自振频率解。
4.根据权利要求3所述的点支承建筑幕墙面板部分振型的自振频率的计算方法，其特征在于，步骤s2包括步骤：
5.根据权利要求1-4中任一所述的点支承建筑幕墙面...
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