结构试验荷载设备.pptx

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1、在选择试验荷载和加载方式时，应满足以下几点：1.1.应符合实际荷载作用的传递方式应符合实际荷载作用的传递方式,试件能再试件能再现实际状态的边界条件现实际状态的边界条件,截面或部位产生的内力截面或部位产生的内力与计算等效与计算等效;2.2.加载值满足要求的准确度加载值满足要求的准确度(5%)(5%)且相对稳定且相对稳定;3.3.加载设备本身具有足够的强度和刚度加载设备本身具有足够的强度和刚度,保证安保证安全可靠全可靠;4.4.加载设备不应改变结构受力状态或产生次应加载设备不应改变结构受力状态或产生次应力力;5.5.应方便分级加应方便分级加(卸卸)载或控制其速率载或控制其速率;6.6.尽量采用自动

2、化等先进技术尽量采用自动化等先进技术,提高试验效率和提高试验效率和质量。质量。第1页/共36页3.2 重力加载法 利用物体本身的重量加于结构上作为荷载。在试验室可利用铸铁块，混凝土块、水箱等。一般可以直接加于结构上，也可以采用杠杆方法。优点重物容易取的，并可重复使用，但加载过程需要大的劳动力。第2页/共36页第3页/共36页第4页/共36页第5页/共36页第6页/共36页第7页/共36页第8页/共36页3.3 液压加载法 液压加载是试验中普遍使用的一种加载方法，最大优点是利用油压使液压加载器产生较大的荷载，易于控制。液压加载器：又称千斤顶，主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油液压加载

3、器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。有单项和双向液压加载器。力的大小通过油压与活塞底面乘积获得。或者在加载器与荷载承力架之间加测力计直接测读。第9页/共36页第10页/共36页第11页/共36页第12页/共36页第13页/共36页液压加载系统液压加载系统第14页/共36页第15页/共36页第16页/共36页第17页/共36页第18页/共36页第19页/共36页 电液伺服加载系统 上个世纪50年代中期开始应用于材料试验，是材料试验机一个重大进展。可以较精确模拟构件所受的实际外力，产生真实的试验状态。如美国MTS（Mechanical Testing&Simulation）、英国Instr

4、on、瑞士Amsler、德国 Sehench和日本岛津。我国70年代开始研究，有长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂。第20页/共36页第21页/共36页第22页/共36页第23页/共36页第24页/共36页第25页/共36页地震模拟振动台 是再现地震波对结构动力试验的先进设备，一般采用自动控制和数据采集处理系统，采用电子计算机和闭环伺服液压控制技术。第26页/共36页第27页/共36页第28页/共36页地震记录D/A振动控制器作动器震动台测试主机地震模拟震动台工作框图第29页/共36页同济大学结构工程与防灾试验室：同济大学地震模拟振动台在朱伯龙教授的领导下于1983年7

5、月建成，原为X、Y两向振动台，90代进行了多次改造，主要改造内容为：双向振动台升级至三向六自由度；模型重量由15t升级至25t；目前，该振动台的主要技术参数如下：台面尺寸：4m4m；频率范围：0.150Hz；最大模型重量：25t;最大位移：X向：100mm，Y向：50mm，Z向：50mm；最大速度：X向：1000 mm/s；Y向和Z向：600 mm/s；最大加速度：X向：4.0g（空载）1.2g（负载15t）；Y向：2.0g（空载）0.8（负载15t）；Z向：4.0g（空载）0.7g（负载15t）；最大重心高度：台面以上3000 mm；最大偏心：距台面中心600 mm；该振动台实验室是土木工程

6、防灾国家重点实验室的一部分，技术负责人为吕西林教授，目前已经完成试验项目数量近500项。据统计，在世界上已经运行的大型振动台中，该振动台的运行效率名列前茅。第30页/共36页中国建筑科学研究院 中国建筑科学研究院原有的33m单向振动台已经基本废弃，其新建地震模拟振动台位于北京市顺义区的科研基地，目前安装已经完成，正在进行调试。该振动台建成后，将成为国内最大的振动台。目前，该振动台的主要技术参数如下：台面尺寸：6.1m6.1m；频率范围：050Hz；最大模型重量：60t;最大位移：X向：150mm，Y向：250mm，Z向：100mm；最大速度：X向：1000 mm/s；Y向：1200 mm/s；

7、Z向：800 mm/s；最大加速度：X向：1.5g；Y向：1.0g；Z向：0.8g 最大倾覆力矩：180 t*m；该振动台由美国MTS公司总承包建设，台面由MTS设计后委托首都钢铁公司制造，采用4台油源并列供油，流量2000 l/min，设置蓄能器阵。竖向采用4台MTS作动器，两个水平向分别采用4台作动器。第31页/共36页中国水利水电科学研究院 中国水利水电科学研究院1987年从德国Schenck公司引进了全套振动台，由陈厚群院士主持，考虑水工结构模型的大缩比，该振动台的工作频率上限达到了120Hz，为目前国内工作频率最高的振动台。目前，该振动台的主要技术参数如下：台面尺寸：5m5m；频率范

8、围：0120Hz；最大模型重量：20t;最大位移：X向：40mm，Y向：40mm，Z向：30mm；最大速度：X向：400 mm/s；Y向：400 mm/s；Z向：300 mm/s；最大加速度：X向：1.0g；Y向：1.0g；Z向：0.7g 最大倾覆力矩：35 t*m；该振动台由德国Schenck公司总承包建设，台面由Schenck设计后委托国内公司制造，X方向设置2台作动器，Y方向设置1台作动器，Z方向设置4台作动器，采用Schenck油源，流量1155 l/min。配置Schenck原装控制器和数据采集系统，由于建设年代较早，目前正准备升级控制系统和数据采集系第32页/共36页惯性力加载：利

9、用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动力荷载。撞击、张拉突卸；离心力；直线位移惯性力第33页/共36页二、电磁加载第34页/共36页环境随机振动法测量结构动力特性 由于建筑结构在受外界干扰，如地面脉动、风荷载、城市车辆机器设备等作用下，经常处于微小的振动之中，一般振幅小于0.01mm，称为脉动。由于造成建筑结构脉动源是不确定的，是很复杂的随机过程，但是由于其成分复杂，其包含的频谱也相当丰富，故其反应通过合理的分析可以确定建筑结构的固有频率和自振特性。该方法在目前测定建筑结构动力特性应用较多的一种，优点是不需要人工激振，特别适合测量整体结构的动力特性，但是由于其脉动信号的随机性，在处理数据上需要大量计算和合理的分析方法。第35页/共36页感谢您的观看。第36页/共36页