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第七章 结构动力特性分析 第一节 结构抗震试验方法简介 第二节 动力性能的一般特性 第三节 基本构件的动力特性 第四节 整体结构的动力性能 第五节 恢复力曲线模型 第六节 系统识别理论 第一节 结构抗震试验方法简介 结构抗震试验的主要任务是构件或结构的动力破坏机理与破坏特征，确定结构的动力特性，为结构的动力理论模型提供基础。 结构试验主要类型有：自振特性试验、周期性反复静力加载试验、振动台试验和拟动力试验。 第一节 结构抗震试验方法简介（续一） 一、自振特性试验 二、周期性反复静力加载试验 三、振动台试验 四、拟动力试验 一、自振特性试验 自振特性试验以获取或确定结构的自振周期、振型和阻尼为目的。 实用的方法通常有三种： 1、自由振动法 2、共振法 3、脉动法。 1、自由振动法 自由振动法利用阻尼振动衰减原理求取自振特性。 该法借助一定的张拉释放装置或反冲激振器使结构在一定的初位移（或初速度）状态下开始自由衰减振动，通过记录振动衰减曲线，便可利用动力学理论求出自振周期。 自振衰减曲线上两个相邻波峰之间即等于结构自振周期。 2、共振法 共振法采用能产生稳态简谐振动的起振机或激振器作为振源。 实验时，把激振器安装在结构适当位置，当逐渐加大激振器的输出力量时，可以迫使结构产生周期性的强迫振动。 在一定输出力量下，逐渐改变激振器的激振频率，则可促成结构的共振反应。 通过测量结构振动反应的幅值，可以得到共振曲线和振型曲线。 通过对共振曲线的分析，可以获得结构的自振频率和振型阻尼比 二、周期性反复静力加载试验 拟静力试验：周期性加载是指按一定的力或位移周期性地反复或重复加载。 拟静力试验始于50年代后期、为确定构件和结构的恢复力模型进行的。根据试验所得的荷载位移关系曲线反映结构耗能能力的强弱，观察并研究结构破坏机理。 拟静力试验加载试验装置的基本组成部分为：反力装置,加载器,试验台座。 二、周期性反复静力加载试验 二、周期性反复静力加载试验 1．静力试验加载制度的分类 （1）单向反复加载 1）控制位移加载法 又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载等方法。  a．变幅加载 　控制位移的变幅加载如图8-1(a)所示。 　 　 　　　 （a）控制位移 　　　　　　　　　（b）控制作用力　 　　　　　　 图8-1 伪静力试验低周反复加载制度 三、振动台试验 60年代末，先后在日本、美国开展振动台的研制和试验。我国在60～70年代，建造部分侧重于进行正弦波振动试验的振动台，80年代建造了一批大、中型地震模拟振动台 试验目的：了解结构抗震性能、破坏机制、验证计算模型的正确性 振动台组成：台体、激振器、控制系统、测量记录系统、数据处理系统等部分。 三、振动台试验 三、振动台试验 试验四个过程：结构自振特性的标定、线性阶段的试验、非线性阶段的试验和极限破坏试验。 技术难点在于如何处理试验模型与原型的相似关系问题。 一般采取增加附加质量的方法来满足密度相似要求。 四、拟动力试验 拟动力试验（又称为伪动力试验或计算机-加载器联机试验），即是指计算机与试验机联机对试件进行加载试验。 拟动力试验：把电液伺服试验装置与计算机控制系统结合起来，利用加载试验给出结构恢复力的实际数据，利用计算机数值分析技术给出加载试验的逐步控制数据，为原型结构模拟地震试验。 四、拟动力试验 四、拟动力试验 地震模拟振动台试验由于台面尺寸和承载能力的限制，只能进行小比例模型的试验，且彼此配重不足，不能很好满足相似条件，特别是进入弹塑性阶段工作时，更不可能满足相似条件，导致地震作用破坏形态失真；拟静力试验只能得到构件或结构在反复荷载作用下的恢复力滞回特性，不能得到结构地震反应全过程；而拟动力试验则是加载试验技术与计算机技术相结合的当代先进的抗震试验方法，可以进行大比例模型或足尺结构抗震试验，可慢速再现结构在地震作用下的弹性一弹塑性一倒塌全过程反应，这是具有广泛发展前途的抗震试验方法。?? 第二节 动力性能的一般特性 一、动力弹性模量与动力极限强度 二、恢复力曲线 三、强度退化与刚度退化 四、裂面效应与包兴格效应 一、动力弹性模量与动力极限强度 结构材料承受动荷载时的性能与承受静荷载时的性能往往有较大的差别。 动力弹性模量高于静力弹性模量。 动力极限强度也高于静力极限强度。 二、恢复力曲线 滞回曲线：结构或构件在力循环往复作用下得到的力--变形曲线。 骨架曲线：滞回曲线的外包络线。多数情况中，骨架曲线与单调加载的力－变形曲线基本一致。 恢复力曲线：滞回曲线与骨架曲线合称为恢复力曲线，它表示构件或结构的变形履历过程。 二、恢复力曲线 恢复力代表构件或结构