3结构抗震试验.ppt

3结构抗震试验
结构抗震试验
伪静力试验
拟动力试验
振动台试验
实验室内试验
野 外 试 验
人工地震模拟试验
天然地震试验
1、伪静力试验
最常用的抗震试验方法，又称低周反复加载试验或拟静力试验，属于静力试动力试验是利用来监测和控制整个试验，它是一种把计算机分析和恢复力实测结合起来的半理论半试验的非线性地震反应分析方法。基本过程如下：
1）输入地面加速度值。
2）根据结构的初始刚度和结构质量，利用输入的第1时刻地面加速度值，采用NEWMARK等方法计算结构该时刻的地震位移反应。
3）通过计算机控制液压伺服加载器使结构发生上述位移值。
4）通过测量系统测量结构此时产生的恢复力和位移。
5）根据测量获得的恢复力和位移，采用NEWMARK等方法重新计算结构下一时刻的地震位移反应。
6）重复3-5，直到整个地震记录完成。
拟动力试验流程
二、试验设备
伺服作动器：活塞行程120%、最大出力150%
计算机、A/D（模/数）及D/A（数/模）数据采集卡、UPS电源
力传感器、位移传感器
三、子结构动力试验
地震作用时，破坏结构破坏的大多发生在一、二层，出现弹塑性性质；结构其他各层基本处于弹性状态，故仅对结构底层或地下两层进行拟动力试验，其他各层采用理论计算，然后对二者进行组合叠加。
四、拟动力试验实例
1、概述
采用子结构技术，对一六层钢筋混凝土框架结构进行了拟动力试验研究，了解钢筋混凝土框架结构在地震作用下的非线性反应。
2、试件
采用1：2模型，试验子结构为结构的第一层，上部五层为计算子结构。 结构的动力分析模型采用剪切型模型，数值积分方法采用Newmark法。根据相似比，，各层结构的刚度采用底层实测值9700kN／m，试验输人的地震波为EL-Centro地震波，（根据相似比进行了压缩），持时为14s。为了模拟轴力的作用，在试件的柱端分别加了220kN的轴力。试件和试验简图如下图所示。
2、试件
3、试验装置
4、试验过程
地震波的输人采用多种工况，，用以检验试验方法和仪器仪表的工作状况，、、、、。
试验中考虑了损伤引起的阻尼特性变化，，结构的刚度不断退化，据此将结构的阻尼比作了相应的调整，，，，。
层间恢复力模型采用了三线性模型，每种工况下的理论计算采用试验结果对恢复力模型中的参数加以确定，使理论计算能充分反映实际情况。
5、试验结果
随着输人地震波峰值的增加，结构的层间变形也随之增大，从滞回曲线看，结构的层间刚度也不断退化，随着结构刚度的不断退化，结构的各阶频率也相应降低。
、，结构的各阶频率基本没有变化，说明结构没有破坏。
，梁端和柱端均出现裂缝，结构刚度降低，结构频率明显下降.
，柱端裂缝出现贯穿断面，局部混凝土剥落，因此，频率降低尤为明显。
位移反应
加速度反应
各工况下结构自振频率(HZ)





一阶





二阶





三阶





振动台加载
一、 振动台
地震模拟振动台是再现各种地震波对结构进行动力试验的一种先进试验设备，其特点是具有自动控制和数据采集及处理系统，采用了计算机和闭环伺服液压控制技术，并配合先进的振动测量仪器，可以在实验室内进行结构物的地震模拟试验，以求得地震反应对结构的影响。
地震模拟振动台由台面、液压驱动系统、控制系统、测试和分析系统组成。
地震模拟振动台组成
1. 台面
振动台的台面是有一定尺寸的平板结构，其尺寸的规模由结构模型的最大尺寸来决定。台体自重和台身结构与承载的试件重量及使用频率范围有关。振动台必须安装在质量很大的基础上，这样可以改善系统的高频特性，并减小对周围建筑和其他设备的影响。
2. 液压驱动和动力系统
液压驱动系统给振动台以巨大的推力。由电液伺服系统来驱动液压加载器，控制进入加载器液压油的流量大小和方向，从而推动台面能在垂直轴或水平轴的X和Y方向上产生相位受控的正弦运动或随机运动，实现地震模拟