第三章 拟动力试验.ppt

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1、第三章拟动力试验第一节概述理想的加载制度反映结构非周期性变形的特点按确定性的地震反应制定加载制度加载制度实例非周期性抗震静力试验方案一由给定的输入地震加速度记录通过计算机进行非线性动力分析，将计算得到的位移反应时程曲线作为输入数据进行控制并施加在试验的结构对象上计算机数值分析控制试验加载需要在试验前假定结构的恢复力特性模型。非周期性抗震静力试验方案二：拟动力试验计算机－加载器联机加载系统不需要事先假定结构的恢复力特性拟动力试验原理恢复力可以直接从试验对象所作用的加载器的荷载值得到，从而计算机可以完成非线

2、性地震反应微分方程的求解。《建筑抗震试验方法规程》定义试体在静力试验台上实时模拟地震动力反应的试验。第二节拟动力试验设备和加载制度试验系统试体试验台反力墙加载设备计算机数据采集仪器仪表拟动力试验装置立面平面垂直伺服作动器结构水平伺服作动器结构装有垂直恒载伺服作动器的框架结构试体拟动力试验装置拟动力试验计算机－加载器联机试验加载制度和加载工作流程在计算机系统中输入某一确定性的地震地面运动加速度。加载制度和加载工作流程以单自由度为例，由计算机按输入第n步的地面运动加速度求得第n+1步的指令位移。运动方程加载

3、制度和加载工作流程按指令位移对结构施加荷载。加载制度和加载工作流程量测结构的恢复力和加载器的位移值。加载制度和加载工作流程重复上述步骤，按输入第n＋1步的地面运动加速度求位移和恢复力，继续进行加载试验。加载制度和加载工作流程整个试验加载连续循环进行，全部由计算机自动控制操作执行。运动方程的简化第三节拟动力试验数值计算方法两个自由度结构地震反应的联机试验单跨双层钢筋混凝土框架模型尺寸为实物结构的1／4抗侧力试验台座电液伺服加载器加载结构的运动方程线性加速度法中心差分法（Ⅰ）当t＝0时，结构的位移、速度、加

4、速度均为零。（Ⅱ）计算第(1)步的位移响应，即计算时的地震位移。结构的刚度矩阵表达式用线性加速度法得到加速度响应代入结构的运动方程计算得到第（1）步的位移响应（Ⅲ）由两台电液伺服加载器分别将位移响应X1(1)、X2(1)施加于框架第一、二两层梁的跨中，并测得相应的恢复力为F1(1)和F2(1)。（Ⅳ）计算第（2）步即时的位移响应X1(2)、X2(2)。时刻恢复力的矩阵形式中心差分法代入初始条件后，得计算得到第（2）步的位移响应（Ⅴ）重复步骤（Ⅲ），按X1(2)、X2(2)控制位移施加荷载，测出恢复力F1

5、(2)和F2(2)，然后计算第（3）步位移响应X1(3)、X2(3)。（Ⅵ）重复（Ⅲ）～（Ⅴ）的试验步骤，直至输入地面运动加速度的指定时刻。从上述试验步骤说明在多自由度结构体系的联机试验中，第一个数值积分计算步骤可以用线性加速度法，以后均采用中心差分法进行。思考题拟动力试验与低周反复荷载试验的相同点与不同点各有哪些？写出地震作用下两自由度体系的非线性动力方程（画出动力模型图并写出动力方程）。在拟动力试验中，恢复力是实测的还是预先给定的？