第4章 工程结构抗震静载检测-1精要.ppt

4、检测过程 地震波的输人采用多种工况，首先输人峰值加速度为0.05g的地震波，用以检验试验方法和仪器仪表的工作状况，然后分别输入进行了0.1g、0.2g、0.4g、0.6g、0.7g的加速度。 检测中考虑了损伤引起的阻尼特性变化，当峰值加速度超过0.2g之后，结构的刚度不断退化，据此将结构的阻尼比作了相应的调整，0.2g以内取0.05，0.4g时取0.07，0.6g时取0.09，0.7g时取0.10。 层间恢复力模型采用了三线性模型，每种工况下的理论计算采用试验结果对恢复力模型中的参数加以确定，使理论计算能充分反映实际情况。 原因：拟动力检测时，结构的阻尼较难在检测中再现。 5、检测结果 随着输人地震波峰值的增加，结构的层间变形也随之增大，从滞回曲线看，结构的层间刚度也不断退化，随着结构刚度的不断退化，结构的各阶频率也相应降低。 当0.1g、0.2g地震波输人时，结构的各阶频率基本没有变化，说明结构没有破坏。 当0.4g地震波输人时，梁端和柱端均出现裂缝，结构刚度降低，结构频率明显下降. 当输人0.6g地震波时，柱端裂缝出现贯穿断面，局部混凝土剥落，因此，频率降低尤为明显。 6、各工况下结构自振频率(HZ) 0.1g 0.2g 0.4g 0.6g 0.7g 一阶 1.44 1.42 1.35 1.07 1.00 二阶 4.16 4.12 4.12 4.07 3.36 三阶 6.32 6.31 6.14 6.00 5.93 抗震性能和抗震能力既有联系又有区别。不论分析结构的抗震性能或抗震能力，都需要在试验结束后，通过获得的数据和破坏现象研究下列问题：强度、抗裂度、变形能力、耗能能力、刚度和破坏机制。但是，抗震性能和抗震能力还有其特殊的命题：抗震性能主要研究构件性能，特别是不同构件间性能的比较；而抗震能力强调的是结构体系能抵御多大的地震。 4.4 工程结构抗震性能与能力评定 在结构的抗震设计中，往往需要比较各种构件在不同构造措施、不同加载制度和不同边界条件的情况下抗震性能的优劣，以利于优化构件设计。 例如，在同一荷载下比较变形增长或刚度退化率；或在同一变形量下比较强度的退化率等，因此，在抗震性能研究中不必回答能抵御何等烈度的地震。 反之，在结构抗震能力的研究中，为了说明问题，必须研究某一结构的抗震性能，但它不一定去和另一结构比较，而是要直接回答能抵抗多大的地震。这样，在抗震能力研究中，就需要估计工程结构抵抗某种烈度地震的能力。 对于周期性加载检测（伪静力检测），更多地表现结构的内在滞回能力，在一定循环次数下抗低周疲劳的能力等，其检测结果可以给出一种宏观的、大致的、偏于保守的评定结果。 对于非周期性结构抗震检测，是输入某一确定性的地震记录(拟动力检测)或人工地震波(模拟振动台检测)，检测结果可针对某一次地震给出具体的实际效果，因此，非周期性试验能更多地表现工程结构抵抗某一卓越频率和加速度峰值地震地面运动的能力。 周期性结构抗震检测可适当偏重于结构抗震性能的分析，而非周期性结构抗震检测可适当偏重于结构抗震能力的评定。 结构抗震性能分析——（1）强度和变形 开 裂 荷 载 试件出现垂直裂缝或斜裂缝时的荷载 屈 服 荷 载 屈 服 变 形 极 限 荷 载 破 损 荷 载 极 限 变 形 指试件在荷载稍有增加而变形有较大增长时所能承受的最小荷载；而与其相对应的变形为屈服变形。 对混凝土构件而言，系指受拉主筋应力屈服时的荷载与相应变形。 指试件达到最大承载能力时的荷载 在检测过程中，被测件达到极限荷载后，出现较大变形，但仍有可能修复时所对应的荷载值称为破损荷载。一般宜取极限荷载下降15%时所对应的荷载值作为破损荷载，其相应变形为极限变形。 结构抗震性能分析——（2）骨架曲线 在伪静力检测所得荷载-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，反映了试件的抗裂度、承载力和延性特征。 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。 结构抗震性能分析——（3）延性系数 Q Qmax 0.85 Qmax Qy Uy UP Uu U O 结构强度和刚度的退化率是指在控制位移作等幅低周反复加载时，每施加一周荷载后强度或刚度降低的速率。它反映结构在一定变形条件下，强度或刚度随反复荷载次数增加而降低的特性。退化率的大小反映了结构是否经受得起地震的反复作用，当退化率小