低周反复加载试验

砌体结构1:2模型房屋
足尺砌体试验房屋
低周反复加载试验的加载装置

试验加载装置要满足试件的边界条件 要考虑二阶效应——几何非线性 加载和支座约束能反复受力
荷载支承装置


竖向荷载支承装置——要求有足够的刚 度，保证构件承受侧向反复水平荷载时， 试件顶部加载器与支承横梁之间的滚轴 能顺利转动。 水平荷载支承装置——固定式反力墙、 移动式反力墙、移动式反力支架。
不同加载方案得到的滞回曲线
周期性加载的局限性

由于地震对结构的输入是随机的，结构 的反应也是随机的，任何一种周期性加 载方案都不可能很好地代表地震作用。
传感器的设置
1. 2.

注意关键内容的量测 恢复力试验中的P-、M-、-等参数 研究破坏机制时破坏区域塑性铰 设计合理的测点数量 提高测量精度 传感器有足够的量程，满足大位移量测 要求
竖向荷载支承装置
钢筋混凝土固定式反力墙
移动式反力墙
移动式反力支架
固定式双向反力墙
固定式反力墙的特点
1. 2. 1.
2.
优点： 造价便宜 用钢量比较节省。 缺点： 由于位置固定而限制了台座的使用面积 一次投资大
移动式反力墙的特点
1. 2. 1.
2.
优点： 可以移动，充分利用台座； 可分批投资，根据需要增加反力墙片数 缺点： 总造价比较贵； 用钢量大。
加载器
1.
2.
液压加载器 用两个单向加载器推—拉反复施加水平 荷载 用双向加载器控制活塞具有推拉双重功 能进行加载
用两个单向千斤顶加反复荷载
双向千斤顶
电液Leabharlann Baidu服加载系统

液压部分——液压源、加载器
电控部分——闭环控制

申克电液伺服加载器
申克电液伺服加载器液压系统
电液伺服加载系统
电液伺服加载闭环控制系统
单层砖房低周反复加载试验破坏现象
二层砌体结构房屋低周反复加载试验
钢结构支撑低周反复加载试验
钢结构支撑低周反复加载试验破坏现象
斜向受力梁式试件
受扭试件
柱式试件



柱式试件可做压弯、压弯剪、受弯等多 种受力试验 柱式试件只有一个破坏截面，而梁式试 件在支托左右均有可能破坏 柱式试件为了试验时底部的固定，须做 刚度很大的底梁
柱式受弯试件
柱式试件
节点与框架组合试件

1. 2. 3.
取框架梁柱反弯点的长度组成十字形的 梁柱节点组合试件或X形试件 位置：内柱、边柱 约束和受力状态：二维、三维 考虑现浇楼板作用：无板、有板
低周反复加载试验
伪静力试验、拟静力试验


试件类型 加载装置 加载制度 试验实例介绍
低周反复加载试验的试件类型
1.
2. 3.
4. 5.
试件设计包括试件尺寸、外形、数量 试件形状取决于试验目的 研究结构整体工作、空间工作——实际结构 或缩尺模型 研究平面框架工作——取平面框架试验 研究节点及梁柱工作——取梁柱节点组合体 试验 研究单一构件工作——取单梁、单柱试验 砌体结构可取整体房屋或单独墙片进行试验
不同加载方案引起的耗能差异





对于有明显屈服点的试件，变幅加载所得的骨 架曲线与单调加载曲线非常接近 当骨架曲线不变，不同的加载方案所得的结果 会产生不同的损失面积，损失面积随循环周数 增加而增大 滞回面积随循环周数增加而增大，并可超过单 调加载面积 当循环开始就施加大位移时，则位移愈大，损 失面积愈小 如果在极限力到达之前进行大量循环，则有可 能找不到极限力。
边界条件——墙体悬臂式试验装置
边界条件——日本BRI建研式装置
边界条件——墙顶弯矩模拟装置
框架节点及梁柱组合体——梁端加载
框架节点及梁柱组合体——柱端加载
框架节点及梁柱组合体——柱端加载
低周反复加载试验加载制度
1.
2.
加载方案 主轴向单向反复加载制度——控制位移 加载、控制力加载、控制力和位移混合 加载 双向反复加载制度
试验前准备工作
受弯构件恢复力特性试验
高架桥悬臂梁恢复力特性试验
恢高 复架 力桥 特悬 性臂 试梁 验平 面 外
高 层 建 筑 转 换 层 抗 震 性 能 试 验
梁 式 转 换 层 结 构 破 坏 现 象
砌块墙体低周反复加载试验
带窗混凝土小型空心砌块墙体滞回特性试验
混凝土砌块抗震性能试验
控制位移变幅加载
控制位移等幅加载
控制位移混合加载
双向加载制度
加载制度与研究目的的关系




位移控制变幅加载较多用于非线性地震反应研 究中通过试验建立恢复力模型，可给出明确的 P-曲线 控制位移变幅或混合加载可用于建立强度计算 公式和研究破坏机制 改进和发展抗震构造措施时，加载方案必须相 同，以便对比构件的强度和变形能力，可用变 幅或混合加载方案。 比较强度或刚度退化时，可用等幅加载方案。
砖墙低周反复加载试验
砖墙低周反复加载试验
砖墙低周反复加载试验全貌
窗间墙低周反复加载试验
无砂碎砖混凝土低周反复加载试验
试 验
EVG 3 D 板 恢 复 力 特 性
带框剪力墙低周反复加载试验
载框 试架 验结 点 低 周 反 复 加
东 方 明 珠 电 视 塔 节 段 模 型 施 工
东方明珠电视塔节段双向恢复力特性试验
多层框架结构
砌体结构
梁式试件

1. 2. 3.
对于在弯矩、剪力、轴力作用下的梁式试件， 可采用横卧受力形式，试件加载点应设计有 突出梁面和梁底的支托 消除加载设备对梁身的局部影响 明确理论危险截面位置 模拟压弯构件锚入支托部分钢筋的工作
梁式试件在低周反复荷载作用下应采取 消除自重的措施。
梁式试件
梁柱节点式件
X形试件
框架试件


从结构形式上分为单层、多层、单跨、 多跨及其相互组合 从受力特点上分为平面和空间框架 为与试验台座联结，框架试件应有强大 的底梁或在柱脚处作专门构造，保证必 要的边界条件。
小高昭夫1964年采用的试件
日本建筑研究所预应力框架试件
剪力墙试件
带缝及开洞剪力墙