结构抗震试验技术演示文稿

结构抗震试验技术演示文稿当前第1页\共有78页\编于星期三\10点（优选）结构抗震试验技术当前第2页\共有78页\编于星期三\10点第一节结构抗震试验试件类型当前第3页\共有78页\编于星期三\10点第一节结构抗震试验试件类型当前第4页\共有78页\编于星期三\10点第一节结构抗震试验试件类型一、梁式试件二、柱式试件三、节点及框架组合件试件四、框架试件五、剪力墙及墙体试件当前第5页\共有78页\编于星期三\10点一、梁式试件当前第6页\共有78页\编于星期三\10点二、柱式试件当前第7页\共有78页\编于星期三\10点二、柱式试件当前第8页\共有78页\编于星期三\10点三、节点及框架组合件试件当前第9页\共有78页\编于星期三\10点三、节点及框架组合件试件当前第10页\共有78页\编于星期三\10点四、框架试件当前第11页\共有78页\编于星期三\10点四、框架试件当前第12页\共有78页\编于星期三\10点五、剪力墙及墙体试件当前第13页\共有78页\编于星期三\10点五、剪力墙及墙体试件当前第14页\共有78页\编于星期三\10点第二节加载设备和装置一、试验类型二、加载设备三、加载的反力装置四、试验数据的量测与采集当前第15页\共有78页\编于星期三\10点建筑结构试验的分类生产性试验和科研性试验静力试验和动力试验真型试验和模型试验短期载荷试验和长期载荷试验试验室试验和现场试验当前第16页\共有78页\编于星期三\10点静力试验静力单调加载试验低周反复静力加载试验振动台试验疲劳试验风载试验快速拟动力试验（高级计算机－加载器联机试验）拟动力试验（计算机－加载器联机试验）动力试验拟静力试验结构试验按加载性质分类采集简单、离线处理，计算量较小，无计算速度要求实时在线采集、在线处理，计算量大，计算速度要求高动力监测试验当前第17页\共有78页\编于星期三\10点承力架试件液压加载器操作台管路系统试验台座优点：试验试件尺寸和比例大缺点：无法考虑地震的时间效应静力试验当前第18页\共有78页\编于星期三\10点优点：能够真实模拟地震缺点：试验试件尺寸受限振动台试验当前第19页\共有78页\编于星期三\10点拟动力试验（计算机－加载器联机试验）按照某种确定性的地震反应进行加载。而由于结构的恢复力模型未知，运动方程无法求解，故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测的结构恢复力模型，然后可完成整个试验加载过程。加载设备可利用伪静力试验设备，但必须可联机控制加载，即计算机控制的电液伺服加载系统(包含数个作动器，即加载器)。当前第20页\共有78页\编于星期三\10点拟动力试验步骤拟动力试验在振动台试验基础上，降低时间速率，在拟静力的基础上通过动力微分方程求解体现地震动时间特性，从而既模拟了地震作用，又增大了试验试件尺寸当前第21页\共有78页\编于星期三\10点拟动力试验步骤当前第22页\共有78页\编于星期三\10点设备共享、提高利用率、解决尺寸和空间难题、数据共享拟动力试验发展新方向之一

网络联机拟动力试验优点当前第23页\共有78页\编于星期三\10点当前第24页\共有78页\编于星期三\10点快速：固化硬件和芯片。实时计算、速度大幅提升准确：结合大型有限元软件，结果可靠精细：可以模拟局部和微观尺度的力学性能拟动力试验发展新方向之一

快速拟动力试验优点当前第25页\共有78页\编于星期三\10点健康监测试验4个风速仪16个加速度计58个电阻应变计148个振弦式应变计1套地秤36个倾角仪3个摄像头车载及动应变实时监测显示风载、温度和应变实时监测显示当前第26页\共有78页\编于星期三\10点一、拟静力加载设备机械式千斤顶或液压式千斤顶电液伺服加载系统主要包括电液伺服作动器、模拟控制器、液压源、液压管路和测量仪器等当前第27页\共有78页\编于星期三\10点加载装置常用的反力装置主要有反力墙、反力台座、门式刚架、反力架和相应的各种组合类型加载反力装置应具有足够的刚度、承载力和整体稳定性，能够满足试件的受力状态和模拟试件的实际边界条件当前第28页\共有78页\编于星期三\10点墙片试验装置当前第29页\共有78页\编于星期三\10点梁式构件试验装置当前第30页\共有78页\编于星期三\10点顶部无转动的抗剪试验装置当前第31页\共有78页\编于星期三\10点梁柱节点试验装置当前第32页\共有78页\编于星期三\10点测P－Δ效应的节点试验装置当前第33页\共有78页\编于星期三\10点分配梁悬吊支撑加载试验装置当前第34页\共有78页\编于星期三\10点力－位移的关系曲线当前第35页\共有78页\编于星期三\10点电液伺服拟静力试验加载系统当前第36页\共有78页\编于星期三\10点第三节试验加载制度一、加载制度的几种方案二、关于加载制度的讨论当前第37页\共有78页\编于星期三\10点一、加载制度的几种方案1、主轴向单向受力的加载制度（1）变位移加载（2）变力加载（3）变力－变位移加载制度2、双向受力加载制度（1）同步加载（2）非同步加载当前第38页\共有78页\编于星期三\10点变位移加载变幅加载等幅加载混合加载当前第39页\共有78页\编于星期三\10点变幅加载当前第40页\共有78页\编于星期三\10点等幅加载当前第41页\共有78页\编于星期三\10点混合加载当前第42页\共有78页\编于星期三\10点混合加载当前第43页\共有78页\编于星期三\10点变力加载当前第44页\共有78页\编于星期三\10点同步加载当用一个加载器在与截面主轴成一定角度作斜向加载时，两个主轴向的分量是同步的斜向加载的加载制度与单向受力加载相同当前第45页\共有78页\编于星期三\10点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力可以先后施加荷载双向受力远比单向受力复杂当前第46页\共有78页\编于星期三\10点单向加载当前第47页\共有78页\编于星期三\10点一向恒载、一向加载当前第48页\共有78页\编于星期三\10点先后加载当前第49页\共有78页\编于星期三\10点二、关于加载制度的讨论1、研究目的与加载制度的关系（1）建立恢复力模型（2）建立强度计算公式及研究破坏机制（3）改进和发展抗震构造措施2、不同加载方案引起的耗能差异3、周期性加载制度的局限性当前第50页\共有78页\编于星期三\10点建立恢复力模型采用的加载制度当前第51页\共有78页\编于星期三\10点建立强度计算公式及研究破坏机制采用的加载制度当前第52页\共有78页\编于星期三\10点改进和发展抗震构造措施－

比较强度或变形能力时当前第53页\共有78页\编于星期三\10点改进和发展抗震构造措施－

比较强度和退化率时当前第54页\共有78页\编于星期三\10点二、不同加载方案引起的耗能差异当前第55页\共有78页\编于星期三\10点变幅加载时，假定骨架曲线不变，不同加载方案的的情况。当前第56页\共有78页\编于星期三\10点第四节试验数据处理一、骨架曲线二、割线刚度三、延性系数四、荷载降低系数五、能量耗散系数当前第57页\共有78页\编于星期三\10点骨架曲线与荷载－变形滞回曲线当前第58页\共有78页\编于星期三\10点包兴格效应(Bauschingereffect)某些塑性材料的一种力学性质，表现为当材料受到某一方向的载荷作用（如拉伸）进入塑性变形阶段后，若接着施加相反方向的载荷（如压缩），将会发现此时材料的屈服应力会比直接施加后一种载荷时降低。包兴格效应在绝大多数多晶金属材料中都可以观察到。一般认为，该效应与材料内部因为塑性变形产生的残余内应力以及位错塞积等因素相关。当前第59页\共有78页\编于星期三\10点强震作用下钢筋混凝土结构恢复力曲线呈现复杂的滞回特征,反映材料非线性、裂缝开合、钢筋—混凝土间黏结滑移、低周疲劳等因素对结构强度和刚度的影响。当前第60页\共有78页\编于星期三\10点当前第61页\共有78页\编于星期三\10点当前第62页\共有78页\编于星期三\10点割线刚度当前第63页\共有78页\编于星期三\10点延性系数当前第64页\共有78页\编于星期三\10点延性系数的作图法计算当前第65页\共有78页\编于星期三\10点退化率

结构强度和刚度的退化率是指在控制位移作等幅低周反复加载时，每施加一周荷载后强度或刚度降低的速率。它反映结构在一定变形条件下，强度或刚度随反复荷载次数增加而降低的特性。退化率的大小反映了结构是否经受得起地震的反复作用，当退化率小时，说明结构有较大的耗能能力。通常采用某一控制位移下第N次循环的峰值荷载与该级位移下首次加载时的峰值荷载之比来表示强度衰减第j级加载时第i次循环的峰值荷载值第j级加载时第1次循环的峰值荷载值当前第66页\共有78页\编于星期三\10点结构刚度退化率当前第67页\共有78页\编于星期三\10点能量耗散系数当前第68页\共有78页\编于星期三\10点结构性能循环退化示意图当前第69页\共有78页\编于星期三\10点功比系数功比系数I

是表示耗能能力的另一种指标，用来表达结构在加载过程中吸收能量的大小。Pi、Δi为第i次循环加载时结构顶点的荷载和位移值；Py、Δy分别为屈服荷载和屈服位移值。钢筋混凝土结构的功比系数不足10，而钢结构的功比系数则大于40当前第70页\共有78页\编于星期三\10点循环退化指数功比系数I

是表示耗能能力的另一种指标，用来表达结构在加载过程中吸收能量的大小。为第i次加载循环时结构耗散的能量；为第i次加载循环之前结构累积耗散的能量；为结构的能量耗能能力，其值为结构破坏时对应的功比系数与五倍的结构弹性应变能的乘积。

当前第71页\共有78页\编于星期三\10点上升段结构性能退化示意图当前第72页\共有78页\编于星期三\10点下降段结构性能退化示意图当前第73页\共有78页\编于星期三\10点结构卸载刚度退化示意图当前第74页\共有78页\编于星期三\10点结构再加载刚度加速退化示意图当前第75页\共有78页\编于星期三\10