第8章结构抗震动力加载试验ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第八章 结构抗震动力加载试验n主要内容：n8.1 概述n8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n8.3 结构抗震周期性动力加载试验n8.4 结构抗震非周期性动力加载试验第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本章的教学内容：n1动荷特性的测定：包括主振源的测定，动荷特性测试方法；n2结构动力特性的测定：包括自由振动法，强迫振动法
2、，脉动法；n3结构动荷反应的测定：包括结构动荷变形的测量，结构动力系数的测定n4结构疲劳试验：包括试验荷载，加荷的频率，疲劳试验的观测。n重点：结构动力特性的测定；结构动荷反应的测定。n难点：动荷特性的测定，结构动荷特性的测定。第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n结构抗震动力试验的一个目的是确定结构线性动力特性，即结构在弹性阶段变形比较小的情况下的自振周期，振型，能量耗散和阻尼值。n另一个目的是研究结构的非线性性能，如结构进入非线性阶段的能量耗散，滞回特
3、性，延性性能，破坏机理和破坏特征。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n从结构抗震工程研究发展来看，目前抗震动力试验主要是从场地结构原型观测和试验室试验两个方面进行，抗震研究认为结构的静态试验和结构原型弹性阶段的动态试验所取得的资料数据，对抗震设计已不能反映客观的要求，特别是结构工作各个阶段的动态特性参数，对结构地震反应分析愈来愈有它的重要性。例如，多层砖石结构房屋当振动超出线性范围后，动力特性有显著变化，主要表现为周期增长24倍，阻尼也将增加两倍左右。
4、为此必须进行原型结构进入非线性阶段的动力试验，提供结构系统力与变形的关系、能量吸收和破坏特征。特别是各种构件在结构中所引起的阻尼特性，各类结构部件的连接以及非结构构件连接的特性等资料。更由于结构建造在不同地震烈度区和各种不同条件的地基土壤上，通过场地原型结构动力试验尚可以研究地基土壤和结构的相互作用。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n相对于原型结构，目前较多地还是在试验室进行缩小比例尺的结构构件或模型试验。 n随着结构动力试验设备和试验技术的发展，结
5、构抗震动力加载试验逐渐引起人们的注意，并开始在结构抗震研究的实践中得到应用。在前述建筑结构低周反复静力加载试验中，由于受试验设备和试验技术条件的限制，人们用静力加载方法来模拟地震力的作用，以致整个试验进行全过程的时间是比较长的，甚至可在几个小时以上，这对结构的自振周期往往只在1秒以下相比，即使试验时间能从几小时缩短到几十秒、几秒钟时，这还可以看作是慢加载。当然这种方法的优点是设备简单，便于观测试验过程，但是与结构真正受动力荷载的作用相比，没有反映应变速率的影响。为此人们总希望通过动力加载试验来研究结构的动力反应、结构抵抗动力荷载的实际能力与安全储备。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎
6、子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n结构抗震动力试验的难度和复杂性比静力试验要大，这主要是：首先，荷载是以动力形式出现，它有速度，加速度或以一定频率对结构产生动力响应；由于加速度作用引起惯性力，以致荷载的大小又直接与结构本身的质量有关；动力荷载对结构产生的共振使应变及挠度增大。其次，动力荷载作用于结构还有应变速率的问题，应变速率的大小，又直接影响结构材料的强度。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜
7、测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n在试验中人们经常用试验对象的自振周期(第一周期)作为标准，衡量和区分静力或动力试验的界限。如果试验对象的周期为03s，则加载周期超过03s时，可以认为是静力加载试验，反之如小于03s即可作为动力试验。当然这也是一个相对的时间概念，对于一个刚性结构，由于自振周期很小，研究这种结构的动力滞回性能，每周加载时间就应该很小。反之，对于柔性结构加载时间自然可以长一些，在实际工作中，有时受试验条件的限制，国外有学者对于自振周期小于ls的砖石结构，当试验加载周期为2s时，也称是动力试验。在钢筋混凝土梁的试验中，当变形速度为25cms时，也认为是动力试验。为此动力试
8、验的特点是试验对象受动力荷载作用后，反映力与变形关系的滞回曲线是在小于或等于结构自振期的情况下获得，同时反映出结构应变速率2的影响 。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 概述n在结构试验中，人们发现加荷速度愈快，引起结构或构件的应变速率愈高，则试件强度和弹性模量也就相应提高。在冲击荷载作用下，强度与弹性模量的变化尤为显著。n在地震力作用下，钢筋的应变速率取决于构件的反应，如钢筋混凝土框架的钢筋应变大致在001002s。n在动力反复荷载作用下，结构的强度要比静
9、力低周反复加载提高10以上，由此可见动力加载对应变速率所产生的作用。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n由于试验设备和试验技术的不同，与结构抗震静力试验一样，结构抗震动力试验可以区分为周期性和非周期性的动力加载试验。 在结构抗震动力试验中，由于周期性的动力加载比较容易实现，所以目前在实际试验中应用得比较普遍，如采用偏心激振器、电液伺服加载器及单向周期性振动台等加载设备均能较好地满足试验要求。 第八章 结构抗震动力加载
10、试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n在试验中为了更好地反映结构受地震作用的动力性能，采用模拟地震的非周期性动力加载试验，更接近于结构受地震动力作用的工作状态。这样，在结构抗震试验中，非周期性的动力加载试验具有更大的意义。目前进行非周期性动力加载试验的方法主要有模拟地震振动台试验，人工地震(人工爆破)试验和天然地震试验。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，
11、证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n821 周期性动力加载试验的加载制度n一、强迫振动共振加载 n强迫振动共振加载是结构动力试验中采用得较多的一种加载制度。按加载方法的不同，它又可分为稳态正弦激振和变频正弦激振。 第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n1稳态正弦激振 即是在结构上作用一个按正弦变化的，作用于单一方向的力，它的频率可以精确地保持在某数值，这时对它所激起的
12、结构振动进行测量。然后将频率调到另一个值，重复进行测量，持续进行得到整个振动过程的反应曲线。通过测量结构在各个不同频率下结构振动的振幅，可以得到结构的共振曲线。这种加载制度的目的是使激振频率固定在一段足够长的时间，以便使全部瞬态运动消除并建立起均匀的稳态运动。n2变频正弦激振 上述稳态正弦激振要求激振频率能在一段时间内保持固定不变，在实际工作中发现有较大的困难，因为要满足这种要求要有比较复杂的控制设备，因此人们采用了连续变化频率的正弦激振方法。第八章 结构抗震动力加载试验我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有
13、一个活的生物8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计n8.2.2 非周期性动力加载试验的加载设计n 非周期动力加载设计 (1)地震模拟振动台动力加载试验的荷载设计 在进行结构的地震模拟振动台动力试验时，振动台台面的输入都采用地面运动的加速度时程曲线。在选择和设计台面的输入地震波时，还必须要考虑下列问题： 试验结构的周期； 结构实际建造时所在的场地条件； 地震烈度和震中距离的影响； 振动台台面的输出能力(频率范围、最大位移、速度和加速度性能)。 为此可以选用已有通过强震观测得到的地震记录，或者按需要的地质条件参照相近的地震记录设计出人工地震波，也可以按规范的反应谱值设计人工地震波作为结构
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