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1、第35卷第1期土木工程学报Vol135No112002年2月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALFeb.2002结构拟静力加载实验方法及控制邱法维潘鹏(清华大学)摘要论述了结构拟静力实验的加载规则和控制方法,根据目前的建筑抗震试验方法规程,采用力O位移混合控制的加载方法,基于WINDOWSONT平台和VisualC++语言开发了拟静力加载实验控制软件TUST,实现了力与位移控制模式的实时平滑转换。具体试件的实验验证了加载规则和控制软件的使用功能。关键词拟静力实验控制软件力控制模式位移控制模式+中图
2、分类号:TU31211文献标识码:A文章编号:1000O131X(2002)01O0001O05力加载实验。实验过程中数据采集也实现了自动化和1概述智能化,计算机进行数据采集已经成为主流,不仅提高了实验的精度,而且在实验过程中可以实时处理有拟静力实验(quasiOstatictest)方法是目前研究结关量测数据。但是,拟静力实验控制软件还比较欠构或构件性能中应用最广泛的实验方法。它是采用一缺,大多数实验还是人工控制或半自动控制,与设备定的载荷控制或变形控制对试件进行低周反复加载,硬件的发展不相适应的。目前还没有一个通
3、用的或商[1]使试件从弹性阶段直至破坏的一种实验。它包括单业化的拟静力实验控制软件。原因之一是拟静力实验调加载和循环加载实验;通常循环加载实验也称为周比较复杂,实验软件与结构静力模型、结构类型、试期性加载实验,而单调加载实验可以认为是循环加载件特征、作动器的位置安排、测量传感器的布置等均实验的一个特例。另外,它的加载速率很低,应变速有密切关系;特别是实验软件直接与具体控制系统有率对实验结果的影响可以忽略。应用这种方法进行的关,这在很大程度上限制了用户开发拟静力实验软实验不仅在数量上远远超过其它类型的实验,更重要件,要
4、想开发出比较通用的拟静力实验软件,用户必的是拟静力加载实验可以最大限度地利用试件提供各须详细了解和掌握设备生产厂家的控制系统、数据接种基本信息,例如:承载力、刚度、变形能力、耗能口和软件开发平台。清华大学土木工程系应用的是[2～4]MTS公司的电液伺服加载系统,基于WINDOWSONT能力和损伤特征等。根据对美国5年中地震工程实验研究的统计,发表在主要结构工程刊物上的实验平台和VisualC++语言,开发了拟静力加载实验控[5]制软件TUST,实现了力与位移控制模式的实时平滑研究中85%～90%属于拟静力实验范畴。拟
5、静力实验的目的是对材料或结构在荷载作用下的基本表现转换。虽然TUST软件中的数据输入输出模块都是针进行深入的研究,进而建立可靠的理论模型,一种理对MTS公司的设备接口、库函数和操作系统平台设论分析上的力学或数学模型;许多实际工程结构或构计的,但是对于不同的控制系统可以作相应的改动。件的检验性实验也采用这种实验方法,即这种试件的设计和理论分析结果已经存在,实验目的是检验现有2加载规则和控制方法方法的准确程度和存在的不足,为应用提供技术保证。从试件种类来看,钢结构、钢筋混凝土结构、砖目前常用的拟静力加载实验规则主要有三种
6、:位石结构以及组合结构是研究最多的;从试件的类型来移控制加载,力控制加载,力O位移混合控制加载。看,梁、板、柱、节点、墙、框架和整体结构等都是(1)位移控制加载是以加载过程的位移作为控制量,进行拟静力加载实验的主要对象。按照一定的位移增幅进行循环加载,有时是由小到大拟静力实验设备也有了很大发展,过去主要采用变幅值的,有时幅值是恒定的,有时幅值是大小混合机械式千斤顶或液压式千斤顶进行加载,目前许多结的;(2)力控制加载方式是以每次循环的力幅值作为构实验室主要采用电液伺服加载系统进行结构的拟静控制量进行加载的,因为试件屈
7、服后难以采用力控制,所以这种加载方式较少单独使用;(3)力O位移收稿日期:2000O03O27,收到修改稿日期:2000O11O20混合控制加载方法首先是以力控制进行加载,当试件©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·2·土木工程学报2002年达到屈服时改用位移控制。图1给出了位移控制的加目前绝大多数拟静力实验是针对梁、板、柱、墙片等载规则。构件,属于单点加载方式。象多层
8、房屋或多层框架结我国《建筑抗震试验方法规程》JGJ101—96中规构的拟静力实验属于多点加载,这类试件需要多个电定:试件屈服前,应采用载荷控制并分级加载,接近液伺服作动器在多个自由度上进行加载。由于多点拟开裂和屈服荷载前宜减小级差加载;试件屈服后应采静力加载实验主要是模拟等效地震荷载在结构上的作用变形控制,变形值应取屈服时试件的最大位移值,用,
