建筑结构试验讲稿2.ppt

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1、2.4试验荷载方案设计2.4.1荷载设计的一般要求2.4.2单调加载静力试验1.荷载图式的选择与设计等效荷载的概念等效荷载2.试验荷载制度（1）荷载程序：预加载、标准加载和破坏荷载阶段，分级加卸载（2）荷载大小图2.8单调静力荷载试验加载程序3.试验装置图2.9受弯构件试验装置示意图1.荷载2.荷载传感器3.垫块4.垫块5.支墩6.承载台7.试件8.垫块9.支座10.垫块11.分配梁图2.10受压构件试验装置示意图1.荷载2.垫块3.荷载传感器4.支座5.试件6.承载台图2.11控制位移的变幅加载制度图2.12控制位移的等幅加载制度2.4.3结构低周

2、反复加载试验目的:研究恢复力特性,了解强度变形等抗震性能,了解破坏的机制优点和缺点1.单向反复加载制度（1）控制位移（广义）加载法图2.13控制位移的变幅等幅混合加载制度图2.14一种专门设计的变幅等幅混合加载制度变幅度和等幅度加载的目的不同（2）控制作用力加载法（很少见）。（3）控制作用力和控制位移的混合加载法。图2.15控制作用力的加载方案2.双向反复加载制度(模拟空间作用)（1）X、Y轴双向同步加载。（2）X、Y轴双向非同步加载。图2.16双向低周反复加载制度3.试验装置图2.17几种典型的伪静力试验加载装置2.4.4结构拟动力试验(比较符合实

3、际)图2.18计算机数值分析控制试验加载(半理论半经验)1.工作原理联合计算机和电液伺服加载系统完成控制和操作2.工作流程（1）输入地震地面运动加速度运动方程：（2）计算下一步的位移值(差分法)（3）位移的转换图2.19联机试验系统原理图（4）测量恢复力及位移值（5）由数据采集系统进行数据处理和反应分析特殊的,不考虑阻尼的情况，一般运动方程能够简化为：运用中心差分法可以得到:结构拟动力试验的工作流程图2.4.5结构动力特性测试试验土木工程中需要解决和研究的动力问题范围很广，归纳起来大致有以下几方面，均需要了解自振周期或频率、阻尼：1、从事抗震理论分析

4、及试验研究，为地震设防和抗震设计提供依据，提高各类工程结构的抗震能力。2、设计和建筑工业厂房是需要考虑生产过程中产生的振动对厂房结构和构件的影响。3、高层结构与高耸构筑物设计是需要解决风荷载所应起的振动问题。4、桥梁设计与建设中需要考虑车辆动荷载对桥梁的振动及危害问题。5、海洋采油平台设计中需要解决海浪的冲击等不利因素影响问题。6、研究结构的损伤和抗爆问题。共振问题等结构动力特性是结构本身固有的动力性能，与外荷载无关。相关的影响因素有：结构形式、质量分布、刚度、材料性质、连接构造等结构动力特性中的阻尼测试必须由实验来测量分为现场测试和实验室测试，一般

5、为小振幅试验方法：人工激振法（自由振动和强迫振动）环境随机振动法图2.21有阻尼自由振动曲线图2.22结构受强迫振动时的共振曲线频率（1）自由振动法：采用初速度、初位移等激振（2）强迫振动法：扫频（3）随机荷载激振法：谱分析，采用数据采集系统自由振动法强迫振动法振型：在某一个固定频率下结构振动按某一个不变的形式。2.振型布置测点的原则防止布置在“节点”上；测点数》=5；测点记录严格同步；3.阻尼（1）自由振动法确定阻尼（2.1）（2.2）（2.3）（2.4）n为衰减系数ω′为有阻尼时的圆频率ω为不考虑阻尼时的圆频率阻尼比图2.23有阻尼自由振动波形图

6、则相邻周期振幅之比为：所以阻尼比ξ为（2.5）（2.6）结构的阻尼系数为（2.7）图2.24无零线的有阻尼自由振动波形图平均衰减系数阻尼比当测量峰值-峰值（2）按强迫振动的共振曲线确定结构的阻尼。稳态强迫振动的振幅值为：x=Bsin(θt+β)动力系数（放大系数）μ(θ)为（2.9）（2.10）（2.11）（2.12）图2.25动力系数曲线图衰减系数结构的阻尼比（3）由动力系数μ(θ)求阻尼比。当θ=ω，结构共振，这时动力系数为2.4.6结构动力荷载试验加载方法：偏心器、电液伺服器、振动台、人工和天然地震等1.周期性动力荷载试验的加载制度（1）强迫振

7、动共振加载。（2）有控制的逐级动力反应测试试验。2.非周期性动力荷载试验的加载设计（1）地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。（2）人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。（3）对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待天然地震对结构的动力影响。2.4.7结构疲劳试验疲劳的定义图2.26疲劳应力与荷载次数关系图1.疲劳测试项目（1）抗裂性及开裂荷载；（2）裂缝宽度及其发展；（3）最大挠度及其变化幅度；（4）疲劳极限值。2．疲劳测试荷载（1）疲劳测试荷载取值的上下限。（2）疲劳测试的荷载频率。（3）疲劳循环次数中级制吊车梁重级制吊车梁3.疲劳测试程

8、序4.疲劳试件安装要求防止脆性破坏图2.28柱弯剪试验装置2.4.8试验加载装置的设计1.强度要求2.刚度要