结构试验-第五章 土木工程结构动载试验 抗震课件.ppt

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1、中国的地震带分布全世界每年地震500万次，其中造成灾害的强烈地震十多次中国为地震多发国家，每年5级以上地震至少2次以上五、结构动载试验5.6结构抗震试验（1）结构抗震试验研究的主要任务：研究开发具有抗震性能的新材料提出新的抗震设计方法通过对实际结构的模型试验，验证结构抗震性能和能力，评价其安全性为指定和修改抗震规范提供依据五、结构动载试验5.6结构抗震试验（2）结构抗震试验目的：一是确定结构线性动力特性，即结构在弹性阶段变形比较小的情况下的自振周期、振型、能量耗散和阻尼值；另一个是研究结构的非线性性能，如结构进入非线

2、性阶段的能量耗散、滞回特性、延性性能、破坏机理和破坏特征。五、结构动载试验5.6结构抗震试验（3）结构抗震试验特点其复杂性和难度比静载试验要大很多，因为：（a）结构抗震试验的荷载必定以动态形式出现，荷载的速度、加速度及频率对结构产生动力响应。（b）应变速率的大小会直接影响结构的材料强度。五、结构动载试验5.6结构抗震试验（4）结构抗震试验分类结构抗震静力试验结构抗震动力试验拟静力试验（低周反复荷载试验）拟动力试验（联机试验）模拟地震振动台试验强震观测五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验：1、基本概念2、加

3、载装置3、加载方法4、观测项目5、数据整理要点五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验－－基本概念拟静力试验方法一般以荷载值或位移值作为控制量，在正反两个方向对试件进行反复加载和卸载。外荷载的频率远低于机构固有频率，实质是以静力加载方法模拟地震荷载作用，故称伪静力试验或低周反复试验。因试验条件简单，仍广泛采用。五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验－－加载装置加载设备:（1）液压加载设备①单向千斤顶成对安装②拉压千斤顶（2）电液伺服加载系统五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验－－加载装

4、置五、结构动载试验5.6结构抗震试验典型拟静力试验加载装置结构拟静力试验－－加载装置①移动式抗水平反力支架②反力墙③抗侧力试验台座（反力墙、试验台联成一体）必须有水平的支撑加载装置的设计应提供和实际受力情况一致的作用力和边界条件。五、结构动载试验5.6结构抗震试验详见《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)其他典型试验加载装置（P150）结构拟静力试验－－加载方法（1）单向反复加载制度位移控制加载，力控制加载，力-位移混合控制加载五、结构动载试验5.6结构抗震试验试件屈服后难以控制加载的力，所以这种加载制度较少

5、单独使用这种加载制度是先以力控制加载，当试件达到屈服状态时改用位移控制，一直至试件破坏位移控制加载的三种情况P150结构拟静力试验－－加载方法（2）双向反复加载制度x-y双向同步加载、x-y双向不同步加载五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验－－数据的整理荷载-变形滞回曲线及有关参数（强度、刚度、延性、退化率、能量耗散等）是拟静力试验结构的主要表达方式，他们是研究结构抗震性能的基本参数，可用来评价结构的抗震性能。五、结构动载试验5.6结构抗震试验强度：（1）开裂荷载Pc（试件出现垂直或斜裂缝时的荷载）（2）

6、屈服荷载Py（试件刚度开始明显变化时的荷载（3）极限荷载Pu（达最大承载能力时的荷载）（4）破坏荷载（试件经历最大承载能力后，达到某一剩余能力时的荷载值85%Pu）P154,图5-36刚度：刚度是结构变形能力的一种反应。地震中结构通过自身的变形来平衡和抵抗地震的干扰和影响。刚度越大，同等荷载条件下，变形越小。从拟静力试验的“荷载－位移”曲线可以看出结构的刚度一直都是变化的。与位移及循环次数均有关，在交变的荷载作用下，刚度本身还有退化现象存在，远比单次加载时要复杂的多结构拟静力试验－－数据的整理五、结构动载试验5.6结

7、构抗震试验刚度:（1）加载刚度：初次加载的P－Δ曲线有一个切向初始刚度Ko开裂刚度Kc屈服刚度Ky屈服后刚度Ks（2）卸载刚度Ku（3）重复加载刚度（4）等效刚度Ke各刚度的物理意义，见下一页“滞回曲线”结构拟静力试验－－数据的整理五、结构动载试验5.6结构抗震试验结构拟静力试验－－数据的整理五、结构动载试验5.6结构抗震试验拟静力试验下的典型“滞回曲线”结构拟静力试验－－数据的整理滞回曲线五、结构动载试验5.6结构抗震试验滑移量逐渐增大梭形：受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件。弓形：反应了一定的剪切影响，

8、通常发生于剪跨比较大、剪力较小，且配有一定箍筋的弯剪构件和偏压构件，它反映了一定的滑移影响反S形：反应了更多的滑移影响，通常发生于一般框架和有剪力撑的框架、梁柱节点及剪力墙等。Z形：通常发生于小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件，它反映了大量的滑移影响。滞回曲线的图形主要决定于滑移量，滑移量增大，图形由梭形变为Z形。构