结构低周反复加载静力试验.ppt

第第6章章结构低周反复加载静力试验结构低周反复加载静力试验1主要内容主要内容ü6.1 概述ü6.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度ü6.3 结构低周反复加载静力试验ü6.4 计算机－加载器联机试验26.1 概述概述ü建筑结构抗震设计的基本概念：抗震延性的保证，包括抗震设计计算和抗震构造措施两部分ü三个水准的抗震要求，二阶段的抗震验算ü结构抗震性能研究的主要内容：地震荷载作用下结构的破坏机制、破坏形态、延性、耗能、强度等ü结构抗震性能研究的主要试验手段： ♦ 伪静力试验 ♦ 伪动力试验 ♦ 振动台试验36.1 概述（续）概述（续）ü结构低周反复加载静力试验的主要研究内容ü一般情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全，γRE系数的引入u恢复力模型：相当于结构的物理方程，常用M-N-φ方程、M-φ方程表示u抗震性能判定：强度、刚度、变形、延性、耗能等u破坏机制研究：为抗震设计提供方法和依据46.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度结构低周反复加载静力试验的加载制度ü真实地震的位移时程曲线（多为加速度时程曲线）（一）单向反复加载制度ü常用的三种加载方法 ①控制位移加载法；②控制荷载加载法；③控制荷载和位移混合加载法。

5（一）单向反复加载制度（续）（一）单向反复加载制度（续）1、控制位移加载法ü常以屈服位移或最大层间位移的某一百分比来控制加载u变幅加载：常作为探索性试验研究用（我国规范规定同一级荷载下重复三次）u等幅加载：用于研究强度退化和刚度退化（规范规定不少于5次）u变幅等幅混合加载：研究内容广，常用于综合性研究6变幅等幅混合加载制度变幅加载制度等幅加载制度7（一）单向反复加载制度（续）（一）单向反复加载制度（续）2、控制荷载加载法（教材P138）3、控制荷载和控制位移的混合加载法ü我国规范规定的加载制度8（二）双向反复加载制度（二）双向反复加载制度ü用于研究地震作用下空间结构的抗震性能u实际结构受力情况u结构计算模拟的选取1、X、Y轴双向同步加载2、X、Y轴双向非同步（异步）加载96.3 结构低周反复加载静力试验结构低周反复加载静力试验ü伪静力试验的特点：试验装置及加载设备简单、观测方便，但加载制度是人为确定的，与真实情况差异较大，且不能考虑应变速度及阻尼的影响，试验值偏低一）砖石及砌块结构抗震性能研究ü主要研究砌体结构的破坏机制、抗震性能及设计方法等10（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）1、试件和边界条件的模拟：符合实际结构受力图式。

2、试验装置和加载设计ü墙体顶部能自由平移，避免竖向荷载产生水平约束ü多个加载器的同步加载：液压加载器的优点，或采用多个分配梁式 ♦ 建研式低周反复加载装置：钢横梁的水平移动（见后图）ü竖向荷载的施加需配置稳压装置11日本建研式低周反复加载装置12（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）3、试验观测项目与测点布置ü裂缝及初裂荷载：初裂荷载的判定（目测、应变片、曲线拐点）ü破坏荷载ü墙体位移和荷载变形曲线：消除支座位移影响、平面外偏心影响ü应变测量：由于墙体（砖、砂浆）由两种材料组成，具有不均匀性，用大标距的电阻应变片或机械引伸仪测量，或大标距的位移计等13（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能试验震性能试验14（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能试验（续）震性能试验（续）1、试件和边界条件的模拟：十字型节点、上下左右反弯处截取试件ü由于节点受力的复杂性，试件比例不少于1/2并辅以足尺试件ü柱端加载方案和梁端加载方案：区别在于P-Δ效应ü X形试件：梁有轴力、柱轴力可变。

152、试验装置和加载设计3、试验观测项目的测点布置（教材P149-150）166.4 计算机－加载器联机试验计算机－加载器联机试验ü即为伪（拟）动力试验，其实质就是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ü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）176.4 6.4 计算机－加载器联机试验（续）计算机－加载器联机试验（续）ü伪动力试验设备由电液伺服加载器和计算机两部分组成u计算机：利用分步试验结果，求解动力方程根据某一时刻的地面运动加速度计算结构位移，并以此控制加载系统u 加载系统：完成伺服加载过程186.4 计算机－加载器联机试验（续）计算机－加载器联机试验（续）1、伪动力试验的工作流程① 在计算机系统中输入某一确定性的地震地面运动加速度（按时间分段）；② 由计算机按输入的第几步的地面运动加速度，求解第n+1步位移；③ 按位移控制加载系统对结构加载；④ 测量结构的恢复力；⑤ 重复上述步骤②-④，直到完成整个加载过程。

196.4 计算机－加载器联机试验（续）计算机－加载器联机试验（续）2、伪动力试验的特点ü优点：① 适用于复杂结构的非线性地震反应分析，试验结果比较准确；② 可以缓慢再现结构地震反应，便于观测；③ 可进行真型或大比例尺的结构在确定性地震下的试验研究206.4 计算机－加载器联机试验（续）计算机－加载器联机试验（续）2、伪动力试验的特点ü缺点：① 不能实时再现真实地震反应，不能进行材料特性与时间有关的结构试验；② 结构实际反应所产生的惯性力用加载器的荷载来代替，因此仅适用于离散质量分布的结构；③ 计算机系统除进行运动方程的数值积分外，还需要准确控制加载器，精度方面很难实现；④ 试验设备庞大，分析系统复杂，试验费用高216.4 计算机－加载器联机试验（续）计算机－加载器联机试验（续）ü子结构的伪动力试验： ♦ 国际发展新趋势，很有发展前途； ♦ 可进行大型结构的真型试验； ♦ 边界条件很难准确模拟ü七层钢筋混凝土框架足尺结构的伪动力试验（教材P156-159）2223思考题：思考题：1、简述结构抗震性能研究的三种试验方法2、伪静力试验和伪动力试验是否属于静力试验？3、单向反复加载方案有哪三种？4、控制位移的单向反复加载方案可分为几种？5、结构低周反复加载试验的特点是什么？6、钢筋混凝土梁柱节点组合体试件低周反复静力加载试验中边界条件的模拟通常有哪两种加载方式，画出加载图示简图并说明各自特点？7、如何布置框架节点低周反复加载试验的测点？8、简述拟动力试验的工作流程。

9、拟动力试验的特点是什么？10、试对比拟静力试验与拟动力试验。