结构动载试验(第8讲)朱晶讲稿XXXX930.pptx

第4章 结构动载试验 4.1 概述;一、振动 振动是一种自然现象。 不利的振动：汽车、火车驶过桥梁，引起桥梁的振动，飞机飞行过程中，遇到气流的变化，机翼和机身也会产生较剧烈的振动。 有利的振动：声音是物体振动时产生的； 风、地震、爆炸、撞击，动荷载（移动的车过桥梁的振动）均可对敏感结构形成破坏,危害相当巨大。;天津旭日化工厂高26米的水塔?;二、动载试验的作用 1. 结构抗震性能评价 2. 工业厂房机械设备振动对结构、构件或 精密仪表和精密机床的影响 3. 高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、堤 坝的风荷载或移动荷载 4. 建筑物抗爆和振动（见图4.1和4.2） ;三峡工程三期围堰爆破试验场景图 在24个深13.5米、直径105毫米的地孔内填充3吨炸药，爆破方量5000方。此次是为了检测现场混装乳化炸药车的性能和数码雷管的网络连接技术以及混合炸药的装填、联网、起爆等生产程序的全过程,为后期围堰爆破拆除打下基础。;模型进行地震模拟振动台试验图;二、 动载试验的几种情况 1. 结构物在实际使用时的振动水平（频率、 振幅）及性状； 如：动力机械作用下厂房结构的振动； 移动荷载作用下桥梁的振动； 地震时建筑结构的振动； 2. 激振后，结构或模型的振动特性； 如：地震振动台、正弦激振、随机自然激振 3. 结构构件的疲劳试验，疲劳试验机。 注：结构中遇到的动载有两类：振动荷载与移动荷载。 ;; 结构动载试验的分类： 1、爆炸或冲击荷载试验 2、结构抗震试验： 1）低周反复荷载试验 2）结构拟动力试验 3）地震模拟振动台试验 3、结构疲劳试验 4、结构振动试验：风洞试验 ;动载试验和静载试验的不同之处： 1、在动载试验中，施加在结构上的荷载随着时间连续变化。 2、结构在动荷载作用下的反应与结构自身的动力特性密切相关。 3、动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化。 4、冲击和爆炸作用下，结构在很短的时间内达到其极限承载能力。 ;4.2 动载试验的仪器仪表 一、动态信号测试基本概念 量测动态信号的基本原理与量测静态信号的基本原理有相同之处。 ;二、结构动载试验??的传感器;（1）冲击力加载;（2） 离心力加载 图3.6 机械式激振器的原理图 ;（3） 直线位移惯性力加载;图3.8 电磁振动台组成系统图1.信号发生器 2.自动控制仪 3.功率放大器 4.电磁激振器 5.振动台台面 6.测振传感器 7.记录系统 8.试件 9.台坐;4.3 结构振动测试 结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率、阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材料有关。 结构振动测试的目的是： 1、通过振动测试，掌握结构的动力特性，为结构动力分析和结构动力设计提供试验依据。 2、通过结构振动测试，掌握作用在结构上的动荷载特性。 3、采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断和健康监控。; 一、 方法 1. 自由振动法 2. 强迫振动法 3. 随机荷载激振法; 桥梁反应,包括桥梁上、下 部结构的反应。 试验前技术员已在桥 底设置100多个传感器和应 变计。桥上中间一侧的人 行道上,密密麻麻布满了连 着桥底感应器和应变计的 一些黑色线。 ;图3.11 有阻尼自由振动波形图;图3.12 无零线的有阻尼自由振动波形图;图3.13 动力系数曲线图;4.4 结构抗震试验 一、 周期性动力荷载试验的加载制度 1. 强迫振动共振加载。 2. 有控制的逐级动力反应测试试验。 二、 非周期性动力荷载试验的加载设计 1. 地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。 2. 人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。 3. 对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待 天然地震对结构的动力影响。; 三、 强震观测 地震发生时，用仪器观测地面运动的过程和建筑物的动力反应。结构物在强震过程中的振动记录。 自动触发启动，蓄电池供电 【美国洛衫矶】凡新建六层以上、面积超过6000平方英尺的建筑物必须设置强震仪3台。 【杨浦大桥和金茂大厦】已安装了强震记录网络，仅金茂就安装了6台。上海计划在十五期间普及更多，通过立法，达到10层以上的建筑都安装。 【浦东机场深井群】安放了深度不同的地震记录仪,最浅30米,最深300多米,其他还有50米、100多米及200多米,这些井群可测量到不同深度接收到的不同地震波强度。;表4.1 伪静力试验与拟动力试验的比较;;图3.16 控制位移的变幅等幅混合加载制度;b) 控制作用力加载法 注明：力控制加载是在加载过程中，以力作为控制值，按照一定的力幅值进行循环加载。因为时间屈服后难以控制加载的力，所以