《结构的动载试验》.ppt-浙江科技学院.ppt

1.1 概述 1.1.1 桥梁动力荷载的类型 1.1 概述 1.1.2 结构动力试验的内容 1.1 概述 1.1.3 结构动力试验程序 1.2 工程结构动力特性试验 1.2.1 结构动力特性的定义及其实际作用 1.2 工程结构动力特性试验 1.2.2 人工激振法测定结构动力特性 1.2.2 人工激振法测定结构动力特性 3.结构阻尼系数的测量 4.结构振型的测量 2.脉动法测量结构动力特性的要求 拱圈自振时域图谱(2.5?m) 拱圈自振频域图谱 3.脉动法测量结构动力特性的分析方法 3.脉动法测量结构动力特性的分析方法 FFT傅立叶变换后(2048点,50Hz) 1.3 工程结构动力反应试验 1.3.1 结构动力反应试验的任务与内容 1.3 工程结构动力反应试验 1.3.2 探测主振源的方法 1.3 工程结构动力反应试验 1.动应力的测定 1.3.4 测定结构振动变位图 1.3.5 结构动力系数的试验测定 1.4 工程结构疲劳试验 　　 疲劳现象：桥梁等承受往复荷载作用的结构构件在远低于材料强度的工作应力水平下发生的累计损伤断裂破坏。 　　对于承受动力荷载的桥梁结构等，需要考察的动力系数包括挠度、应力等，称为动力放大系数或冲击系数： 　　动挠度＞静挠度 有轨动荷载 f动 f静 以各种速度通过结构物 以慢速通过结构物 无轨动荷载 f动 f静 　　疲劳检试验测目的：了解在重复荷载作用下结构的疲劳性能及其变化规律，确定结构的疲劳极限值。 　　疲劳包括材料疲劳和构件疲劳：钢结构构件及其连接的疲劳；钢筋混凝土构件钢筋、混凝土的疲劳；组合构件如结合梁的连接疲劳等。 1.4.1 概述 土木工程试验 TUMU GONGCHENG SHIYAN 王吉民 浙江科技学院建筑工程学院 2014年03月 结构的动载试验 1.3 工程结构动力反应试验 1.1 概述 1.4 工程结构疲劳试验 1.5 工程结构的风洞试验 1.2 工程结构动力特性试验 2.在地震作用下桥梁结构产生的激励振动 5.爆炸等冲击作用对桥梁结构的振动激励 4.在风、雨共同作用下斜拉桥的斜拉索等结构的激励振动 1.在移动车辆荷载作用下桥梁结构激励振动 3.在风荷载作用下斜拉桥、悬索桥等大跨度桥梁的激励振动 1. 测定动力荷载或振源的特性 2. 测定结构动力特性 3. 测定结构在动力荷载作用下的反应 引起振动的作用力的大小、作用方向、作用 频率及其规律 结构的自振频率、阻尼和振型 位移、速度、加速度、动应变、动力系数 4. 测定结构在疲劳荷载作用下的反应 疲劳强度 1.估计需要测量的振动类型(周期性、随机、冲 击、瞬变)、振动频率和振型； 2.确定测试参数和记录分析方式； 3.选择合适的测振传感器类型，记录环境条件； 4.正确选择量测仪器的上、下限频率； 5.标定量测仪器； 6.确定测振传感器最理想的安装方式(消除寄生振动)； 1.确定荷载行程的水平情况，确定荷载的行驶 速度和通过建筑物某指定地点的时间和方法。 1.定义：结构动力特性是结构本身固有的动态参数，包括固有频率、振型和阻尼系数等，它们取决于结构的组成形式、刚度、质量分布、材料形式等，与外荷载无关。 2.测定结构动力特性的实际作用 (1)在结构抗震设计时确定地震作用的大小； (2)避免动荷载使结构产生自振或拍振； (3)为检测、诊断结构的损伤积累提供资料 和数据(刚度?—阻尼比?、固有频率?)。 1.自由振动法 加载方法：初位移加载法，初速度加载法。 测量方法：将测振传感器布置在结构可能产生最大振幅的部位，记录结构的有阻尼自由振动曲线。只能测定结构的一阶频率。多取几个波形。 T nT 2.强迫振动法 加载方法：用激振设备使结构产生共振。 测量方法：将激振器及测振传感器安装在结构上，将激振器的转速由低到高连续变换(频率扫描)，在达到一定频率时结构产生共振，该频率即为结构的自振频率。 ?1 ?2 ?3 ? A 1）自由振动法 N时刻的振幅 N＋1时刻的振幅 T T T T xn xn+1 x t 对数衰减率： 阻尼比： ； 阻尼系数： 1.2.2 人工激振法测定结构动力特性 (1)实际阻尼比计算取k个周期的衰减进行计算： (2)对于实际测试曲线无零线的情形(上图)： T T T T xn xn+k 3.结构阻尼系数的测量 1.2.2 人工激振法测定结构动力特性 1）自由振动法 2）强迫振动法 自由振动?０ 强迫振动 3.结构阻尼系数的测量 1.2.2 人工激振法测定结构动力特性 当?=0(无阻尼)，?=?时，产生共振，B??。 当??0(有阻尼)，?=?时，产生共振，?(?)=1/2?。 半功率法：?(?)= 时，对应?1及?2，阻尼比