结构低周反复加载静力试验

结构低周反复加载静力试验
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 目的：研究结构在经受模拟地震作用的低周反复荷载后的力学性能 和破坏机理，掌握结构低周反复加载静力试验。
• 建筑结构抗震研究要求结构物在模拟地震的荷载作用下进行 试验，以观测结构的强度、变形、非线性能和结构的实际破 坏状态。
• 结构抗震性能研究的主要试验手段： ♦ 低周反复加载静力试验（伪静力试验）
• 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验观测项目与测点布置
裂缝及初裂荷载：初裂荷载的判定（目测、应变片、曲线 拐点）。破坏荷载。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.1单向反复加载制度
1、控制位移加载法：
• 这种加载方案即是在加载过程中以位移为控制值，或以屈服 位移的倍数作为加载的控制值。这里位移的概念是广义的，
它可以是线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应的参数。
• 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）。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 节点核心区剪切角可通过量测核心对角钱的位移量来计算确定。
• 梁柱纵筋应力一般用电阻应变计量测。测点布置以梁柱相交处
截面为主。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 核心区箍筋应力的测点可按核心区对角线方向布置，这样一般可测得 箍筋最大应力值。如果沿柱的轴线方向布点，则测得的是沿轴线方向 垂直截面上的箍筋应力分布规律。
• 试验装置和加载设计
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验装置和加载设计
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验装置和加载设计
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 梁内纵筋通过核心区的滑移量Δ可以通过量测并比较靠近柱面处梁
主筋上B点对于柱面混凝土C点之间的位移Δ1，及B点相对于柱面 处钢筋上A点之间的位移Δ2得到： Δ=Δ1-Δ2测点布置时A点与C点应尽量接近。
本节小结
通过本节学习，了解和掌握伪静力试验的目的即研究结构
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 结构抗震性能研究的主要试验手段：
♦ 振动台试验
建筑物振动台试验
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 结构抗震性能研究的主要试验手段：
♦ 振动台试验
地震模拟器
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 采用低周反复加载静力试验的特点： 优点：在试验过程中可以随时停止下来观察结构的
• 固端平移式试验装置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
与构件截面主轴成α角的方向作斜向加载， 使X、Y两个主轴方向的分量同步作用。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.2 双向反复加载制度
2、X、Y轴双向异步加载。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 砖石及砌体结构的房屋是我国目前民用建筑中的一种
重要的结构形式。经地震震害的调查表明它的抗震性能较 差。因此，通过砖石及砌体墙体的强度与变形性能的试验 研究，对探讨砖石及砌体房屋的破坏机理、对抗震设计计 算方法的分析研究和提高其抗震性能具有重要意义。
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。 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。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.2 钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能研 究
• 框架节点复杂的受力特征（水平荷载下）：以抗剪为 主。 ♦ 强节点弱构件 ♦ 强剪弱弯
6.2.1单向反复加载制度 • 控制位移加载法、控制荷载加载法、控制荷载和位移
混合加载法。
6.2.2双向反复加载制度
• X、Y轴双向同步加载。
• X、Y轴双向异步加载。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.1单向反复加载制度 • 常用的三种加载方法：
控制位移加载法、控制荷载加载法、控制荷载 和位移混合加载法。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试件和边界条件的模拟
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试件和边界条件的模拟
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 为满足试件受力的边界条件，试验装置设计要求：
1. 试验装置应尽可能模拟水平地震荷载作用下墙
体的受力状态，重现地震时震害出现的剪切破坏
现象。 2. 试验装置对墙体试件底部应满足固定边界条件，顶部能 实现平移边界条件，对于高宽比较小的墙体，顶部也可 采用自由边界条件。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置 • 对于梁或柱端位移的测定，主要是量测加载截面处的位移，并
在控制位移加载阶段依此控制加载程序 。 • 量测构件塑性铰区段曲率或转角的测点，对于梁一般可在距
柱面1/2hb（梁高）或hb处布点，对于柱子则可在距梁面1/2hc
（柱宽）处布置测点。
在经受模拟地震作用的低周反复荷载后的力学性能和破坏机理。 伪静力试验的结果通常是由荷载-变形的滞回曲线及有关参数来 表达，它们是研究结构抗震性能的基本数据，可用以进行结构 抗震性能的评定。同时，通过这些指标的综合评定，可以比较 各类结构、各种构造和加固措施的抗震能力，建立和完善抗震 设计理论，提出合适的抗震设计方法。因此通过本节学习掌握 对所测量项目的基本分析方法、基本概念和所反映的性能。
6.2.1单向反复加载制度 3、控制荷载和控制位移的混合加载法：
我国规范规定的加载制度。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.2 双向反复加载制度 用于研究地震作用下空间结构的抗震性能。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.2 双向反复加载制度 1、X、Y轴双向同步加载。 • 与单向反复加载相同，低周反复荷载作用在
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 结构抗震性能研究的主要试验手段：
♦ 振动台试验
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。
• 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）。
• 变幅等幅混合加载：研究内容广，常用于综合性研究。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.1单向反复加载制度 2、控制荷载加载法：
是通过控制施加于结构或构件的作用力数值变化来实 现的。（该法用的少）
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器的工 作情况，并可按试验需要修正和改变加载历程。不足 之处：试验的加载历程是事先由研究者主观确定的， 与地震记录不发生关系；由于荷载是按力或位移对称 反复施加，因此与任一次确定性的非线性地震反应相 差很远，不能反映出应变速率等对结构的影响。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
♦ 强柱弱梁
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.2 钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能研究
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。
• 由于节点受力的复杂性，试件比例不少于滞回曲线进行结构抗震性能的分析
2、试验装置和加载设计
♦ 伪动力试验
♦ 振动台试验
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 结构抗震性能研究的主要试验手段：
♦ 伪动力试验 伪动力试验的目的：一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自振周 期、振型、能量耗散和阻尼值；二是研究结构的非 线性性能，如结构进入非线性阶段的能量耗散、滞 回特性、延性性能、破坏机理和破坏特征。
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 结构抗震性能研究的主要试验手段：
♦ 伪动力试验
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，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。