3 结构抗震试验讲解材料.ppt

第三章 结构抗震试验;结构抗震试验;2、拟动力试验 概念：又称伪动力试验或联机试验。由计算机根据地面运动加速度时程和实测的恢复力曲线求得结构的地震位移反应时程，计算机控制加载器在结构上实现地震位移反应。它是一种对结构边分析边试验的抗震研究方法。通过拟动力试验，可研究结构的恢复力特性、结构的加速度反应和位移反应、结构的开裂、屈服和破坏全过程。 优点： l）对于分析结构弹塑性阶段的性能特别有利。地震反应计算时不需要对结构的恢复力特性作任何的假设。 2）便于观测结构性能变化和受损破坏的过程。 3）可进行大比例尺试件的模拟地震试验，从而弥补了模 拟地震振动台试验时，小比例尺模型的尺寸效应，并能较好地反映结构的构造要求。;缺点： 1）不能反映实际地震作用时材料应变速率的影响； 2）不能完全模拟地震作用时结构实际所受的作用力分布（加载器数量限制） 3）结构的阻尼也较难在试验中再现。 3、振动台试验 振动台模拟天然地震记录，使结构经历类似天然地震的作用，从而再现结构在地震作用下的全过程，同时能反映应变速率的影响。 振动台试验的模型比例较小，容易产生尺寸效应，难以模拟结构构造，且试验费用较高。;3.2 结构伪静力试验;力控制：以力为控制值，适合刚度较大小结构，采用较少。加载控制方法也有变幅、等幅和混合加载。 混合控制：先力控制，屈服之后以屈服位移的倍数为控制。;二、加载设计 1、墙体加载;;2、节点加载装置（无侧移）;节点加载装置（有侧移）;三、观测设计;;2、框架节点;梁柱端位移、曲率转角、剪切角、;核心区箍筋应力：沿核心区对角线方向布置梁内纵筋核心区滑移：通过量测靠近柱面C处梁主筋上B点及B点相对于柱面处钢筋上A点之间的位移。;4、参数计算;无明显屈服点情况;极限荷载：试件达到最大承载力时的内力和应力。 破损荷载：试件经历最大承载力后，达到某一剩余承载能力时的内力或应力值。常取极限荷载的85% 极限位移：破损荷载对应的位移。 2）刚度 初次加载刚度K0 卸载刚度Ku 反向加载DC’、卸载刚度C’D’ 和重复加载刚度D’C 等效刚度Ke;3）??架曲线 每级荷载——变形滞回曲线的第一次循环的峰点（卸载顶点）的连接包络线称为骨架曲线，形状和单次加载曲线相似而极限荷载略低一些。;5)退化率;结构刚度退化率;6）能量耗散 结构构件吸收能量的好坏，可由滞回曲线所包围的滞回环面积和它的形状来衡量。由滞回环的面积可以求得等效粘滞阻尼系数he。he愈高，结构的耗能能力也愈强。;3.3 拟动力试验;拟动力试验流程;;;二、试验设备;四、拟动力试验实例;2、试件;3、试验装置;4、试验过程;5、试验结果;位移反应;加速度反应;各工况下结构自振频率(HZ);2.4 振动台加载;地震模拟振动台组成;1. 台面;2. 液压驱动和动力系统;3.控制系统;4.测试和分析系统;二、 地震波输入选择;三、加载方案;2）振动台台面输人运动，使结构产生微裂缝。例如结构底层墙柱微裂或结构的薄弱部位微裂。 3）加大台面输人运动，使结构产生中等程度的开裂。例如剪力墙、梁柱节点等会产生明显的裂缝，停止加载后裂缝不能完全闭合。 4）加大台面输人加速度的幅值，结构振动使剪力墙、梁柱节点等主要部位产生破坏，受拉钢筋屈服，受压钢筋压屈，裂缝贯通整个截面，但结构还有一定的承载能力。 5）继续加大振动台台面运动，使结构变为机动体系，稍加荷载就会发生破坏倒塌。 ;四、观测设计;五、安全措施;五、振动台实例;模 型 相 似 系 数;3、模型制作;;4、试验输入地震波;2）模型动力特性;频率和振型变化;3）加速度反应;4）位移反应;②柱应变： 七度多遇地震：最大应变出现在底层，为135。 基本烈度地震：最大应变出现在底层，为289，柱已微裂。 七度罕遇地震：最大应变出现在底层，为448，柱已开裂。 ③梁应变 梁的最大应变出现在21层深梁底，七度多遇地震时为129。在七度基本烈度地震作用下，为697，该测点处已开裂。在七度罕遇地震作用下，为999。 从21层深梁底应变反应可知：门洞处深梁跨度小应力大、跨度大应力小。