抗震性能试验详解.pptx

第七章 抗震性能试验 7.1 概述 7.1.1 结构抗震试验的任务 1.对结构的抗震性能进行研究，主要从结构的强度、刚度、延性、耗能能力、恢复力特性等方面进行研究和评价。主要采用低周反复荷载试验法。 2.对结构的预期地震反应进行验证，主要通过振动台试验或拟动力试验，验证结构的理论计算地震反应。 7.1 概述 7.1.2 结构抗震试验方法分类 结构抗震静力试验:低周反复荷载试验（又称拟静力试验）、计算机-电液伺服联机试验（又称拟动力试验） 结构抗震动力试验:地震模拟振动台试验、强震观测、人工爆破模拟地震试验等 7.2 工程结构抗震性能试验方法 7.2.1 拟静力试验 拟静力试验又称为低周反复加载试验或伪静力试验，这种试验方法是在20世纪60至70年代基于结构非线性地震反应分析的要求提出的，一般是给试验对象施加低周反复作用的力或位移，来模拟地震时结构的作用，并评定结构的抗震性能和能力。 拟静力试验实质上是用静力加载方式模拟地震对结构物的作用。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 优点：在试验过程中可以随时停下来观测试件的开裂和破坏状态，并可根据试验需要改变加载历程。 不足：试验的加载历程是研究者事先主观确定的，与实际地震作用历程无关，不能反映实际地震作用时应变速率的影响。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 1）拟静力试验的设备及装置 （1）加载设备 结构的拟静力加载试验设备有很多种，过去在试验室中主要采用机械千斤顶或液压式千斤顶（液压式千斤顶可以分为单向千斤顶和双向千斤顶）进行试验加载。由于这类加载设备主要是手动加载，自动化程度不高，试验加载过程不容易控制，往往造成数据测量不稳定、不准确，试验结果分 7.2 工程结构抗震性能试验方法 析困难。近年来随着经济的发展和科学技术水平的不断提高，结构加载设备有了质的改变，目前许多结构试验室主要采用电液伺服加载系统进行结构的拟静力加载试验。 （2）加载的反力装置 电液伺服加载器或液压千斤顶一方面与试件连接，另一方面与反力装置连接，以便给结构施加作用。同时试件也需要固定并模拟实际边界条件，所以 7.2 工程结构抗震性能试验方法 反力装置和传力装置都是拟静力加载试验中所必须的。目前常用的反力装置主要有反力墙、反力台座、门式钢架、反力架和相应的各种组合载荷载。另外，加载反力装置本身应当具有足够的刚度、承载力和整体稳定性，同时应尽可能地做到结构简单、安装方便。 每一种静力加载试验的目的不同，试件的尺寸、形状和数量也不尽相同，所以其加载方式、加载 7.2 工程结构抗震性能试验方法 装置和测量传感器的选择和安装也有很大的差异每一项试验要针对具体试验内容来确定加载设备、加载反力装置和测量传感器。如下图为一个典型的电液伺服拟静力试验加载系统。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 典型的电液伺服拟静力试验加载系统 7.2 工程结构抗震性能试验方法 2）加载制度 （1）单向加载制度 a.位移控制加载； 这种方法以位移（包括线位移、角位移、曲率或应变）作为控制值或以屈服位移的倍数作为控制值，按一定的位移增幅进行循环加载。根据位移控制的幅值不同，位移控制加载又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载，如下图： 7.2 工程结构抗震性能试验方法 7.2 工程结构抗震性能试验方法 b.力控制加载； 力控制加载是在每次循环加载过程中以力的幅值为控制量进行循环加载。由于结构构件屈服后难以控制加载力，因此这种加载制度很少单独使用。 c.力—位移混合控制加载 这种加载制度是先以荷载控制进行加载，当试件达到屈服状态时改用位移控制，直至试件破坏。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 一般在结构屈服前，荷载变化大，而位移变化小，此时采用控制作用力加载；结构屈服后，荷载变 化小，位移变化大，此时采用控制位移加载。下图为拟静力试验中经常采用的一种力-位移混合加载制度。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 7.2 工程结构抗震性能试验方法 （2）两方向加载制度 a.同步加载 当用两个加载器在两个方向同时加载时，两个主轴方向的分量是同步的，其加载制度与单向受力加载的加载制度相同。 b.非同步加载 非同步加载要用两个加载器分别在截面两个主轴方向加载。此时，由于X、Y方向可以先后加载 7.2 工程结构抗震性能试验方法 荷载，因而是不同步的。如下图所示为常用的仅有X、Y方向侧向力的加载途径，其中：（a）为单向加载；（b）为X方向恒载，Y方向加载；（c）为X、Y方向先后加载；（d）为X、Y方向交替加载；（e）为8字形加载；（f）为方形加载。 7.2 工程结构抗震性能试验方法 7.2 工程结构抗震