钢框架抗震减震振动台试验

钢框架抗震减振振动台实验
钢框架抗震减振振动台实验
一、实验目的
1. 了解模拟地震振动台的工作原理及动力加载方法；
2. 熟悉结构动力测试常用仪器、设备的使用方法；
3. 掌握结构动力特性的测试方法；
4. 掌握结构动力反应的测试方法；
5. 通过减振实验了解阻尼器的耗能原理。

二、实验装置及设备：
1. 四层钢框架模型；
2. 调谐液体阻尼器（TLD ）装置；
3. VD 液体油阻尼器4个：MRD
4. TMD ：1个
5. 1.5×1.5M 单向地震模拟振动台；
6. 振动测试系统DH-5938；
7. 动应变测试系统DH-5937；
8. 电液伺服控制加载系统；
9. 压电式加速度传感器； 10. 位移传感器； 11. 电阻应变计。

12. 质量块
四层钢框架模型：
a) 梁、柱均采用□30×20×2方管，活动支撑选用∟25×25×2角钢，梁柱节点
处焊接80×80×5的支撑连接板。

钢框架底层柱角通过螺栓与振动台固定连接。

b) 各层楼板采用预制混凝土板（见图2-2），板的四角均设预埋件，便于固
定连接，板重量误差±10N 。

TLD装置
位移传感器
1．加载控制系统
采用1.5×1.5M单向地震模拟振动台
1)每层钢框架楼板上固定安装一个压电式加速度传感器
2)顶层及底层各安装一个位移传感器
3)四柱脚及底层斜撑中部贴上电阻应变计
本套实验的试件钢框架，可通过装卸支撑，组成多种结构型式，开展多项实
验项目。

以下为三种最常见形式：模式一：不加支撑；模式二：加单根支撑；模
式三：加双根支撑（图3）。

图3 测试系统图
四、实验内容
1、钢框架结构动力特性测定
本实验采用两种方法测定钢框架不同结构形式（模式一、模式二、模式三）的动力特性。

1)自由振动法：对钢框架模型施加一个初始位移，突然卸载；或对钢框架
模型施加一个冲击荷载（用榔头敲击钢框架顶层），利用结构的弹性使
其自由振动起来。

通过采集记录的自由振动曲线，进行频谱分析后，可
以求出结构的基本频率和阻尼比ξ。

2)脉动法：通过采集钢框架模型由于外界环境脉动而产生的微幅振动波形，
经频谱分析，可得出其动力特性。

表1 三结构模式固有频率、阻尼系数对比表（单位：Hz）
2、钢框架模型结构动力反应的测定
测定钢框架结构模式一在不同动荷载作用下顶层位移、各层楼面加速度、柱角动应变等，并将结果进行对比。

表2 不同动荷载下结构动力反应
W1—顶层位移：W2—振动台实际位移：A1—顶层加速度；A5—第一层加速度：B—柱脚动应变：3、TLD减振实验
在框架顶层安装调谐液体阻尼器，通过调节水箱内不同水深，测试钢框架结构（模式一）的动力反应，并将其耗能减振效果进行比较。

1)正弦波激励作用下，装与没装TLD结构的对比实验;
2)通过调整水箱内不同水深，耗能减振效果的对比实验。

表2 不同动荷载下结构动力反应
W1—顶层位移：W2—振动台实际位移：A1—顶层加速度；A5—第一层加速度：B—柱脚动应变：4、实验分析
与理论比较：f，移反应；加速度；应变；
TLD效果：激励、水深。

VD效果：油阻尼器。

TMD效果：。