结构动力特性试验

荷载取值：上限值根据构件在荷载标准值 最不利组合下产生的弯距计算求得；下限值 根据疲劳试验机的设备性能而定。 疲劳机的频率 频率选择：依据疲劳试验机的性能而定。 0 . 8 1 .3 通常为： 构件固有频率 控制次数： 6 中级工作制吊车梁： n 2 10次； 6 n 4 10 重级工作制吊车梁： 次。
荷载下限根据疲劳试验设备的要求而定。
6.5 结构疲劳试验
疲劳试验的加载设计 2. 试验荷载频率
6.5.2

荷载频率不应使构件和荷载架发生共振，同时应使 构件在试验时与实际工作时的受力状态一致，为此 荷载频率与构件固有频率应满足一定条件：
0.8或1.3
结构疲劳试验的方法
1、疲劳试验荷载
6.5 结构疲劳试验
6.5.2 疲劳试验的加载程序 一种是为了求得疲劳极限而对构件从头到尾施加重复荷载；另 一种是静荷载与疲劳荷载交替施加。 疲劳试验过程中要进行三种形式的试验 （1）静载试验：静载试验先做2~3次加载、卸载循环的静载试 验，加载值为最大荷载的20% ，分4级加载。
（2）疲劳试验：
6.3.1 概述 结构的动力特性包括结构的自振频率、阻尼比、 振型等基本参数。动力特性参数，振动模态参 数 这些参数决定于 结构的形式、刚度、质量分布、材料特性及构造 连接等因素，而与外载无关。 作用？？？？
6.3 结构动力特性试验
6.3.1 概述
结构动力特性试验的方法
人工振动法 自由振动 强迫振动 2. 环境随机振动法
6.4 结构动力反应试验
结构动态参数的测量 结构在动力荷载作用下特定部位的动态参数 振幅、频率，速度、加速度、动应变 传播系数：各点测得的振幅与振源处的振幅 之比（特定结构与特定振源）
6.4.1
6.4 结构动力反应试验
结构振动形态的测量 多个测点振动变形图 振动形态与振型的区别（P165）

6.5 结构疲劳试验
6.5.1 概述 疲劳试验分类 等幅值疲劳试验、变幅变频疲劳和随机疲劳
中级工作制吊车梁： 200万次疲劳 高级工作制吊车梁： 400万次疲劳
6.5 结构疲劳试验
概述 生产性疲劳试验一般包括以下内容：
6.5.1

抗裂性能； 开裂荷载、裂缝宽度及开展情况； 最大挠度及变化幅度和疲劳极限强度。
6.3.2
6.3 结构动力特性试验
6.3.3
脉动 明显反映出建筑物的固有频率和自振特性。
环境随即振动法测量结构动力特性
随 机振动过程是一个复杂的过程，每重复一次所取 得的每一个样本都是不同的，所以，一般随机振 动特性应从全部事件的统计特性的研究中得出， 并且必须认为这种随机过程是各态Байду номын сангаас经的平稳过 程。
6.2 结构动力荷载特性试验
6.2.2 主振源特性的试验测定
1.

直接测定法 间接测定法
比较测定法
通过测定动荷载本身的参数以确定其特性。
2.

把动力荷载安装在专用的，有足够变形的弹性结构上，上下是刚性支座
3.

比较振源的承载结构在已知动力荷载作用下的振动情况，得出荷载的特 性数据
6.3 结构动力特性试验
（3）破坏试验阶段：
疲劳试验加载程序
两种：静荷载和疲劳试验。
变 更 荷 载 上 限 的 加 载 程 序
等幅疲劳加载方案
等 幅 疲 劳 加 载 程 序


位移（振幅）、速度、加速度、动应力。动力系数等
6.2 结构动力荷载特性试验
动力荷载的特性
作用力的大小、方向、频率及其作用规律
6.2 结构动力荷载特性试验
主振源的探测 主振源的频率：幅值最大的频率
6.2.1
下列是撞击荷载引起的 振动？
(a) (d)
(b)
(e)
(c)
(f)
图6-1 几种典型振动记录波图形
1.
6.3 结构动力特性试验
人工振动法测量结构动力特性 1、自由振动法 定义：在试验中采用初位移或初速度的突卸 或突加荷载的方法，使结构受一冲击荷载作 用而产生自由振动。 结构自振频率测量 阻尼比测量 振型测量
6.3.2
6.3 结构动力特性试验
人工振动法测量结构动力特性 2 强迫振动法 强迫振动法也称共振法。一般都采用惯 性式机械离心激振器对结构施加周期性的简 谐振动，在模型试验时可采用电磁激振器激 振，使结构和模型产生强迫振动。由结构动 力学可知，当干扰力的频率与结构自振频率 相等时，结构产生共振。 利用激振器可以连续改变激振频率的特 点，当结构产生共振时振幅出现极大值，这 时激振器的频率是结构的自振频率。
6.1 概述
6.1.1 结构动力荷载的类型 1. 地震作用 2. 机械设备振动和冲击荷载 3. 高层建筑和高耸建筑的风振 4. 环境振动 5. 爆炸引起的振动

6.1 概述


6.1.2 结构动力试验的内容
1. 测定结构动力荷载或振源的特性，即测定引起 振动的作用力的大小、方向、作用频率及其规律。 2. 测定结构的动力特性，包括结构的自振频率、 阻尼和振型。 3. 测定结构在动力荷载作用下的反应
6.4.2
6.4 结构动力反应试验
结构动力系数的测量 动力系数 动挠度和静挠度的比值称为动力系数。
6.4.3
yd ys
6.5 结构疲劳试验
概述 疲劳（定义）（P166）：
6.5.1
结构在等幅等频或变幅等频的多次重复和反复荷载 作用下，由于结构某一部分局部损伤的递增和积累 ，导致裂纹形成并逐步发展，材料的强度降低，以 致结构低于相同静力荷载情况被破坏。 结构疲劳试验的目的就是要了解在重复或反复荷载 作用下结构的性能和其变化规律，确定结构疲劳破 坏时的强度值和荷载重复作用的次数，即确定疲劳 强度和疲劳寿命。
确定开裂荷载； 裂缝的宽度、间距、分布形态及其随荷载重复次数的变化； 最大挠度及其变化； 测定破坏荷载、疲劳寿命及破坏特征。
研究性疲劳试验一般包括以下内容：

6.5 结构疲劳试验
疲劳试验的加载设计 1. 疲劳试验荷载 （一）疲劳试验荷载取值：
6.5.2
疲劳试验的上限荷载Qmax是根据构件在标准荷载最大最 不利组合下产生的弯矩计算而得