第4章-结构动载试验课件.ppt

1、昆昆 明明 理理 工工 大大 学学KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY第四章第四章 结构动载试验结构动载试验 昆明理工大学工程抗震研究所昆明理工大学工程抗震研究所主要内容4.1 概述4.2 动载试验仪器仪表4.3 结构振动测试4.4 结构抗震试验4.5 结构疲劳试验4.1 概述根据荷载用用的时间和反复作用的次数，有如下分类：（1）爆炸或冲击荷载试验（2）结构抗震试验-地震模拟振动台试验（3）结构疲劳试验（4）结构振动试验（5）低周反复荷载试验（6）结构拟动力试验 4.1 概述 动载与静载试验区别:在动载试验中，施加在结构上的荷载随时间连续变化

2、结构在动载试验作用下的反应与结构自身的动力特性密切相关在动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化冲击和爆炸作用下，结构在很短的时间内达到其极限承载力4.2 动载试验仪器仪表 在结构动载试验中，结构反应的基本变量为在结构动载试验中，结构反应的基本变量为动位移、速度、加速度和动应变。动位移、速度、加速度和动应变。4.2.1 4.2.1 引言引言4.2 动载试验仪器仪表4.2.2动态信号测试的基本概念动态信号传感器信号放大器滤波器记录仪器数据处理仪器示波器4.2 动载试验仪器仪表动态信号测试系统的评价指标和性能参数与静态测试系统有很大的差别，主要反映在以下几个方面：（1）与频率相关的特性

3、土木结构100Hz（2）信号滤波和衰减 低通、高通、带通、带阻4.2 动载试验仪器仪表（3）信号放大和衰减的表示方法 在动力测试和分析中，采用dB这个单位表示信号的放大或衰减。（4）动测仪器的输入输出和阻抗匹配（5）绝对测量和相对测量的概念 绝对加速度和绝对速度；相对位移（6）测量仪器的分辨率4.2 动载试验仪器仪表4.2.3结构动载试验中的传感器惯性式传感器电动式传感器压电式传感器其他传感器 电阻式加速度传感器 电涡流位移传感器 新型加速度传感器4.2 动载试验仪器仪表拾振器1.外壳 2.硬弹簧3.质量块 4.压电晶体电磁拾振器的变换部分的构造 压电式拾振器的基本构造 4.2 动载试验仪器仪

4、表4.2.4动载试验加载设备（1）电液伺服加载系统（2）激励锤和激振器（3）疲劳试验机（4）其他设备4.2 动载试验仪器仪表4.2.4结构动载试验加载设备与加载方法1、电液伺服加载系统2、激励锤（力锤）和激振器力锤电动激振器离心式激振器3、结构疲劳试验机4、其他专用加载设备4.2 动载试验仪器仪表电液伺服系统动力性能 1、液压作动缸的负载能力 2、伺服控制器 3、数据采集和控制软件4.2 动载试验仪器仪表锤体力传感器锤头盖锤把力传感器引出线力锤4.2 动载试验仪器仪表电磁激振器液压伺服式起振机 液压激振器 2伺服阀 3位移计 4惯性质量5低摩擦力滚轮 6导轨 7螺栓 8地板4.2 4.2 动载

5、试验仪器仪表动载试验仪器仪表偏心块惯性式起振机的工作原理图 1. 两力合成为正；2.两力抵消；3.两力合成为负；4两力抵消。 4.2 4.2 动载试验仪器仪表动载试验仪器仪表4.3结构振动测试4.3.1 目的（1）掌握结构动力特性，为结构动力分析 和结构动力设计提供试验依据（2）掌握作用在结构上的动荷载特性（3）采用结构振动信号对已建结构进行损 伤诊断和健康监测 动力特性结构损伤 监测信号变化健康监测4.3 结构振动测试4.3.2振动数据的测量 根据不同的试验目的，时域信号的测量一般有以下环节组成：（1）确定结构的支撑方式和边界条件（2）选择振动测试仪器设备（3）安装传感器（4）采集记录数据4

6、.3.3试验数据分析1正弦激振时的数据处理 ）振动幅值的确定 ）频率确定 ）共振曲线的绘制 4）振型的求取 5）阻尼比的求取(半功率点法) 4.34.3结构振动测试结构振动测试5Hz 10Hz 14Hz共振曲线及振型图4.34.3结构振动测试结构振动测试2随机激振的数据处理 1）幅值测量 2）共振曲线（传递函数或频率响应反应振幅谱）的求取4.34.3结构振动测试结构振动测试4.3结构振动测试4.3.4结构动力特性的测定定义：结构动力特性是结构本身固有的动态定义：结构动力特性是结构本身固有的动态参数，包括固有参数，包括固有频率、振型和阻尼系数频率、振型和阻尼系数等，等，它们取决于结构的组成形式、

7、刚度、质量分它们取决于结构的组成形式、刚度、质量分布、材料形式等，与外荷载无关。布、材料形式等，与外荷载无关。4.3结构振动测试测定结构动力特性的实际作用测定结构动力特性的实际作用 (1)(1)在结构抗震设计时确定地震作用的大小在结构抗震设计时确定地震作用的大小 (2)(2)避免动荷载使结构产生共振或拍振；避免动荷载使结构产生共振或拍振； (3)(3)为检测、诊断结构的损伤积累提供资料为检测、诊断结构的损伤积累提供资料 和数据和数据( (刚度刚度 阻尼比阻尼比 、固有频率、固有频率 ) )。动力特性测试内容包括下列几方面内容：1模型的横向、纵向、扭转、空间等的固有频率；2各阶固有频率下的振型；

8、3各阶振型的阻尼比；4在某力作用下的幅值反应值。4.34.3结构振动测试结构振动测试4.3结构振动测试4.3.4.1结构动力特性测定的试验方法 加载方法：初位移加载法，初速度加载法。1.1.自由振动法自由振动法 测量方法：将测振传感器布置在结构可能产生最大振幅的部位，记录结构的有阻尼自由振动曲线。只能测定结构的一阶频率。多取几个波形。TnT2.2.强迫振动法强迫振动法 加载方法：用激振设备使结构产生共振。加载方法：用激振设备使结构产生共振。 测量方法：将激振器及测振传感器安装在结构上，测量方法：将激振器及测振传感器安装在结构上，将激振器的转速由低到高连续变换将激振器的转速由低到高连续变换( (

9、频率扫描频率扫描) )，在，在达到一定频率时结构产生共振，该频率即为结构的达到一定频率时结构产生共振，该频率即为结构的自振频率。自振频率。123A A4.3结构振动测试4.3结构振动测试加载方法的几个例子：1. 1. 张拉释放法张拉释放法2. 正弦激振法4.34.3结构振动测试结构振动测试3. 敲击法4.34.3结构振动测试结构振动测试4随机激振法1）天然地震法天然地震法，需把测量仪器布置在建筑结构上，等待地震来临，进行结构反应的记录。通常是采用强震仪，设置等待触发进行纪录。常常是在长期监测中使用。2）爆破法 利用人工爆破，在爆破点附近的建筑结构物上布置测点，求取在爆炸波传递到建筑上后结构物的

10、反应，并从中可求取其自振特性。4.34.3结构振动测试结构振动测试4随机激振法3）风振法 在多风地区，利用强风对建筑结构的作用，测量建筑结构物的反应，并从中求取自振特性。4）脉动法 借助被测结构周围的不规则微弱干扰（地面脉动、空气流动等）所产生的微弱振动作为激励来测定结构物自振特性的方法。 多种频率随机振动作用在结构上，与结构物频率接近的波形被放大，出现“拍振”波形。 实施最为简单的方法。 出现“拍振”表明出现与被测结构频率相同或接近的脉动频率。 “拍振”为脉动实测波形的重要标志4.34.3结构振动测试结构振动测试脉动法测量结构动力特性的要求( 1)要求记录的仪器有足够宽的频带，使所需要的主要

11、频率分量不失真；(2)脉动记录中不应有规则的干扰或仪器本身带近来的噪音；平稳过程(3)记录时间应足够长，并重复几次(排除偶然因素)；各态历经(4)如果仪器数量不足，可以分多次测量，但应有一个测点(比较点)保持不动；(5)要有专门的设备进行数据分析及处理(得到高频振动周期)。4.34.3结构振动测试结构振动测试A A 振幅（位移、速度、加速度）T= t / nT= t / n二：强迫振动法二：强迫振动法测试频率测试频率1.1.激振方法：可变周期（变频）振动荷载、离心电机、电磁激励荷载（荷载激振方法：可变周期（变频）振动荷载、离心电机、电磁激励荷载（荷载幅值不变）幅值不变）2. .测试方法：测量记

12、录下结振幅测试方法：测量记录下结振幅频率关系频率关系 t 时间n周TTTtA4213振幅一：自由振动法测试频率一：自由振动法测试频率v2）阻尼比求取v 阻尼也是结构自身的属性，阻尼越大越能抑制自由振动的幅度。v 阻尼比为被测结构阻尼系数与临界阻尼系数之比。v自由振动法求阻尼比自由振动法求阻尼比v 直接从所测的自由振动时域波形曲线上求取。结构的自由振动是有阻尼的衰减振动，且以对数形式衰减。有阻尼的衰减系数被称为对数衰减率。4.34.3结构振动测试结构振动测试为增加样本个数，根据实测波形曲线，可作如下变换：4.34.3结构振动测试结构振动测试上式两边取对数，可得：依据黏滞理论，单自由度振动时程曲线

13、中，两相邻振幅比应为：两边取对数：4.34.3结构振动测试结构振动测试考虑结构为有阻尼的振动周期，可知：通常情况，结构为低阻尼，当0.2，r=，则有：4.34.3结构振动测试结构振动测试强迫振动法求阻尼比强迫振动法求阻尼比)(.tpkxxCxm tptp sin)( mtpxxx/sin22. )sin( tBx)sin()sin( tBAext自由振动强迫振动4.34.3结构振动测试结构振动测试222222/14p kB222222411)( 静静动动BB当 =0=0(无阻尼)， = = 时，产生共振，B B。当0 0(有阻尼)， = = 时，产生共振， ( ( )=1/2)=1/2 。半功

14、率法： ( ( ) )= = 时，对应 1 1及 2 2，阻尼比为： 2121 212 12 21 2121 ( ( ) )4.34.3结构振动测试结构振动测试振型：结构按某一固有频率做振动时形成的弹性曲线振型：结构按某一固有频率做振动时形成的弹性曲线。测量原理：将若干个测振传感器沿结构的高度或跨度方向测量原理：将若干个测振传感器沿结构的高度或跨度方向连续布置连续布置( (至少至少5 5个个) )，当结构自由振动或共振时，同，当结构自由振动或共振时，同时记录下结构各部位的振动情况，通过比较各点的时记录下结构各部位的振动情况，通过比较各点的振幅和相位，并将各测点同一时刻的位移值连接成振幅和相位，

15、并将各测点同一时刻的位移值连接成一条曲线，即可得到结构的振型图。一条曲线，即可得到结构的振型图。3）振型求取v拾振器灵敏系数相同v 可依据实测波形，在同一时刻量取每一测点的振幅。令某测点幅值为1，其他测点按比例作图。4.34.3结构振动测试结构振动测试4.34.3结构振动测试结构振动测试4.3结构振动测试桥梁动测实例：全桥共用速度传感器3个，全部为竖向，分别布置在试验跨L/4、L/2、3L/4桥面一侧。桥梁动挠度测试的测点布置在试验桥跨的跨中。 江苏东华测试仪器有限公司生产的DH5922振动信号采集分析系统 低频加速低频加速度传感器度传感器低通滤波低通滤波放大器放大器数据采集数据采集仪仪计算机

16、分计算机分析系统析系统4.3结构振动测试试验工况工况内容工况1脉动试验工况210 km/h，跑车试验工况320 km/h，跑车试验工况430 km/h，跑车试验工况510km/h，刹车制动试验工况65km/h，跳车试验4.3结构振动测试4.3结构振动测试4.3结构振动测试试验工况试验工况试验车速试验车速(km/h)(km/h)冲击系数（冲击系数（1+1+）跑车跑车10101.0520201.1030301.121.12刹车刹车20201.131.13跳车跳车10101.151.154.4结构抗震试验建筑结构抗震设计的基本概念：抗震延性的保证，包括抗震设计计算和抗震构造措施两部分。结构抗震性能研

17、究的主要内容：地震荷载作用下结构的破坏机制、破坏形态、延性、耗能、强度等。结构抗震性能研究的主要试验手段： 伪静力试验 拟动力试验 振动台试验4.4.14.4.1 引言引言伪静力试验又称低周反复荷载试验，属于工伪静力试验又称低周反复荷载试验，属于工程结构抗震试验。其基本原理是用低周往复循环程结构抗震试验。其基本原理是用低周往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作用下的受力过程。

18、用下的受力过程。SCHOOL OF CIVIL ENGNIEERING. LUT.4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4.2 4.4.2 伪静力试验伪静力试验 试验目的：用于混凝土结构、钢结构、砌体结构、组合结构等的构件及节点抗震基本性能试验，以及结构模型或原型在反复荷载作用下的抗震性能试验。典型的为获得力-位移或力-应变滞回曲线。 传力装置： 传力装置包括有反力地板、反力墙、加载架（包括门架和梁）等，视不同的试验还需附加其他的传力机构。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验（1 1）变形控制加载法）变形控制加载法( (位移控制位移控制) )A A：变幅加载：恢复力模型、强度、变形、滞回：变

19、幅加载：恢复力模型、强度、变形、滞回特性、破坏机理等；特性、破坏机理等；B B：等幅加载：强度及刚度退化等；：等幅加载：强度及刚度退化等；C C：变幅等幅混合加载：二次加载或加载历史对：变幅等幅混合加载：二次加载或加载历史对性能的研究。性能的研究。 变幅加载 等幅加载4.4.2.1 4.4.2.1 单向反复加载制度单向反复加载制度4.44.4结构抗震试验结构抗震试验(a) (b)混合加载（2 2）荷载控制加载法）荷载控制加载法 （3 3）荷载变形双控制加载法先控制力，屈服之后控）荷载变形双控制加载法先控制力，屈服之后控制位移制位移4.44.4结构抗震试验结构抗震试验（1）x、y轴双向同步加载（

20、2）x、y轴双向非同步加载双向低周反复加载制度4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4.2.24.4.2.2 双向反复加载制度双向反复加载制度(a) (b)梁柱节点试验装置与变形特征4.44.4结构抗震试验结构抗震试验试验装置试验装置4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验以剪切变形为主的构件低周反复试验装置4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验以弯剪变形为主的构件低周反复试验装置4.44.4结构抗震试验结构抗震试验1 1荷载及支座反力荷载及支座反力2 2荷载变形曲线荷载变形曲线3 3塑性铰区段曲率或转角塑性铰区段曲率或转角4

21、 4节点核心区剪切角节点核心区剪切角5 5梁柱纵筋应力梁柱纵筋应力 6 6核心区箍筋应力核心区箍筋应力7 7钢筋滑移钢筋滑移8 8裂缝裂缝4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4.2.3 4.4.2.3 试验观测方案试验观测方案梁柱节点测点布置143253224.44.4结构抗震试验结构抗震试验滞回曲线 是结构伪静力试验中，以试验荷载为纵坐标，以结构变形为横坐标的连续曲线。 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验梭形梭形受弯、偏压、受剪受弯、偏压、受剪弓形一定的滑移，剪跨比较大，剪力较小反S形更多的滑移，一般或有剪力支撑的框架，梁柱节点等。Z形大量的滑移，小剪跨且有斜裂缝可以发展的构件等。Pf

22、PfPfPf伪静力试验典型滞回曲线伪静力试验典型滞回曲线4.44.4结构抗震试验结构抗震试验结构荷载（1）开裂荷载（2）屈服荷载和屈服变形（3）极限荷载（4）破坏荷载和极限变形荷载-变形关系曲线4.44.4结构抗震试验结构抗震试验结构刚度 （1）初次加载刚度 （2）卸载刚度 （3）反向加载、卸载刚度和重复加载刚度 （4）等效刚度 4.4.2.4 4.4.2.4 几个概念几个概念4.44.4结构抗震试验结构抗震试验骨架曲线在伪静力试验所得荷载-变形滞回曲线中，取所有每一级荷载第一次循环的峰点（卸载顶点）连接的包络线作为骨架曲线，它是每次循环的荷载-变形曲线达到最大峰点的轨迹。 4.44.4结构抗

23、震试验结构抗震试验延性系数 延性系数是试验结构构件塑性变形能力的一个指标， 按下式计算： -在荷载下降段相应于破坏荷载的变形； -相应于屈服荷载的变形。 yuuy4.44.4结构抗震试验结构抗震试验退化率 强度退化率反映试验结构构件抗力随反复加载次数增加而降低的指标。 当研究刚度退化时，即在位移不变条件下，随反复加载次数的增加而刚度降低的情况，用环线刚度表示并按下式计算： 1maxmin、jijiQQniijniijiQK114.44.4结构抗震试验结构抗震试验能量耗散结构构件吸收能量能力的好坏，可由滞回曲线(结构或构结构或构件在反复荷载作用下的力与非弹性变形间的关系曲线件在反复荷载作用下的力

24、与非弹性变形间的关系曲线)所包围的滞回环面积和它的形状来衡量。由滞回曲线的面积可以求得等效黏滞阻尼系数 ：等效黏滞阻尼系数计算OBDABCeSSh21受弯钢筋凝受弯钢筋凝土构件的滞土构件的滞回曲线回曲线4.44.4结构抗震试验结构抗震试验1 水平集中力模拟地震力，为等效静力；由静力的方法验证结构部分动力性能。2 试验荷载谱人为设计，试验频率低；不能体现地震的动力特性。 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验试验例子及加载方法 墙体试验 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 梁的试验 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 顶部不容许转动的构件试验 4.44.4结

25、构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 十字节点试验 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验昆明理工大学工程抗震研究所伺服试验系统昆明理工大学工程抗震研究所伺服试验系统 4.4结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4.3 地震模拟振动台试验控制器控制器数据记录仪数据记录仪计算机主体计算机主体液液 压压 源源分油器分油器储能器储能器储能器储能器储能器储能器储能器储能器控制器控制器 控制器控制器 控制器控制器D/AA/D打印机打印机 存储器存储器绘图仪绘图仪 终终 端端示波器示波器 测振传感器测

26、振传感器试件试件振动平台振动平台水平水平振动器振动器垂直振动器垂直振动器基础基础函数发生器函数发生器冷却系统冷却系统4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验地震模拟振动台的基本构成（液压）4.44.4结构抗震试验结构抗震试验1 1 振动台台体结构振动台台体结构 2 2 液压驱动和动力系统液压驱动和动力系统 3 3 控制系统控制系统 4 4 测试和分析系统测试和分析系统 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验试验目的1进行各类建筑物模型的动力特性试验；2进行各类建筑物模型在地震作用下的破坏机 理的研究；3进行各类建筑物模型的抗震措施的研究；4进行各种机电设备和设施的

27、耐震试验研究；5进行各类机电产品的振动例行试验；6进行家庭用具和人体在地震作用下的反应研究；7在娱乐场所进行地震宣传的科普教育，并寻求娱乐刺激。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验振动台的种类机械式振动台电磁式振动台 电液伺服控制的地震模拟振动台 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验地震模拟振动台试验的组织与实施1编制试验大纲 1）试验目的。 2）模型概况。 3）测量的参数和测点布置。 4）选择测量仪器，要求的数量、量程。 5）选用的地震波、压缩比、能级。 6）是否需要测量动力特性。 7）试验的分级试验顺序。 8）要求试验日期及试验延续时间。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验2试验模型的设计

28、3模型制作4模型安装 5测量仪器选择6测点布置及仪器调试7动力特性试验8地震波试验9数据处理10模型拆除4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4结构抗震试验昆明理工大学工程抗震研究所地震模拟振动台昆明理工大学工程抗震研究所地震模拟振动台 中国地震局工程力学研究所地震模拟振动台中国地震局工程力学研究所地震模拟振动台 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 九台阵系统4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 重庆公路所台阵重庆公路所台阵4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 国家体育馆模型八台阵试验4.44.4结构抗震试验结构抗震试验发展趋势 1向多方面试验发展，包括

29、土建、海港、水电、电讯、铁路、农业等部门均有应用，不仅进行结构物的试验，还进行各种机电产品、设备的试验、家庭用具试验、以及人体反应试验等等。 2向多向、多自由度发展，因为地震是一个空间运动，在单向作用下有些设施、结构不一定能破坏，而在三向作用下才会重现地震的破坏。故要较真实再现地震破坏，必须相应的建造三向六自由度的地震模拟振动台。 3向大型发展。日本已建成了世界上最大的15m20m地震模拟振动台（上载1200吨）。那是适应核工业的发展需要。但是投资太大，日常维护费用高。 4向多台的台阵发展。对长大结构可以利用少量投资即可进行地震试验。 5向振动台和快速拟动力装置组合的混合试验发展，解决子结构的

30、边界条件的模拟。 6提高控制的自动化程度及控制精度，实现全数字控制。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4结构抗震试验拟动力试验拟动力试验，其实质就是按照某种确定性的地震反应进行加载。由于结构的恢复力模型未知，运动方程无法求解，故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测的结构恢复力模型，然后可完成整个试验加载过程。加载设备可利用伪静力试验设备，但必须可联机控制加载，即计算机控制的电液伺服加载系统（包含数个作动器，即加载器） 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验试验目的：用于混凝土结构、钢结构、砌体结构、组合结构等的模型在静力试验台座上模拟实施地震动力反

31、应的抗震基本性能试验。传力装置： 传力装置包括有反力地板、反力墙、加载架（包括门架和梁）等，视不同的试验还需附加其他的传力机构。 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验基本实验设备 1伺服液压往复作动器 2液压千斤顶 3液压源 4控制系统 5测量仪器 1）力测量系统； 2）应变测量系统； 3）位移测量系统；4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 拟动力试验的加载设备一般由计算机、加载拟动力试验的加载设备一般由计算机、加载装置与加载控制系统等组成。装置与加载控制系统等组成。 计算机计算机是加载过程的控制和试验数据采集都是加载过程的控制和试验数据采集都由计算机来实现，同时对试验结构的其他反应由计算机来

32、实现，同时对试验结构的其他反应参数，如应变、位移等进行演算和处理。参数，如应变、位移等进行演算和处理。 加载装置与加载控制系统加载装置与加载控制系统其功能是根据该其功能是根据该时刻由计算机传来的位移指令转换为电压信号时刻由计算机传来的位移指令转换为电压信号输入，用于电液伺服系统，使加载器按指定指输入，用于电液伺服系统，使加载器按指定指令工作。拟动力试验可采用与静力试验或拟静令工作。拟动力试验可采用与静力试验或拟静力试验一样的加载装置。力试验一样的加载装置。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验试验例子及加载方法4.44.4结构抗震试验结构抗震试验 系统连接图 4.44.4结构抗震试验结构抗震试验

33、试验数据处理 主要图形数据包括下列内容： 1基底总剪力顶端水平位移曲线图； 2层间剪力层间水平位移曲线图； 3各质点的水平位移时程曲线图和恢复力时程曲线图； 4最大加速度时的水平位移、恢复力、剪力、弯矩图； 5试体开裂、屈服、极限、破坏时的基底总剪力、水平位移、相应的最大加速度值。发展趋势 1向多维、多自由度、多点发展； 2向提高试验速度发展； 3向直接得到试件动参数的快速（实时）伪动力试验方向发展。4.44.4结构抗震试验结构抗震试验4.4.4结构抗震试验优点： 适用于复杂结构的非线性地震反应分析，试验结果比较准确； 可以缓慢再现结构地震反应，便于观测； 可进行真型或大比例尺的结构在确定性地

34、震下的试验研究。 缺点： 不能实时再现真实地震反应，不能进行材料特性与时间有关的结构试验； 结构实际反应所产生的惯性力用加载器的荷载来代替，因此仅适用于离散质量分布的结构； 计算机系统除进行运动方程的数值积分外，还需要准确控制加载器，精度方面很难实现； 试验设备庞大，分析系统复杂，试验费用高。4.5 疲劳试验结构物或构件在重复荷载作用下，达到破坏时的应力比其静力强度要低得多。这种现象称为疲劳。试验目的：检验或研究结构构件在多次交变荷载作用下的力学性能。 4.5 4.5 结构结构疲劳试验 疲劳试验荷载上限荷载：最大标准荷载最不利组合下产生的弯距计 算。下限荷载：根据疲劳试验设备的要求而定。疲劳试

35、验的加载频率一般为200-400次/分钟。国内多采用等幅匀速荷载：4.5 4.5 结构结构疲劳试验疲劳试验步骤（1）预加静载消除松动及接触不良，压牢构件，使测试仪表工作正常（2）正式疲劳试验4.5 4.5 结构结构疲劳试验疲劳试验步骤（2）正式疲劳试验4.5 4.5 结构结构疲劳试验（1）正截面疲劳破坏标志：纵向主筋疲劳断裂，这是当配筋率正常或较底时可能发生的；受压区混凝土疲劳破坏，这是当配筋率过高或倒T形截面时可能发生的。（2）斜截面疲劳破坏标志：与临界斜裂缝相交的腹筋疲劳断裂，这是当腹筋配筋率正常或较低时可能发生的；混凝土剪压疲劳破坏，这是当腹筋配筋率很高时可能发生的；与临界斜裂缝相交的主筋疲劳断裂，这是当纵向配筋率较底时可能发生的。例：受弯构件的疲劳破坏标志例：受弯构件的疲劳破坏标志4.5 4.5 结构结构疲劳试验