结构动载试验讲稿
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天然地震对结构的动力影响。
路漫漫其悠远
三、 强震观测
地震发生时，用仪器观测地面运动的过程和建筑物的 动力反应。结构物在强震过程中的振动记录。
自动触发启动，蓄电池供电
–【美国洛衫矶】凡新建六层以上、面积超过6000平方
英尺的建筑物必须设置强震仪3台。
–【杨浦大桥和金茂大厦】已安装了强震记录网络，
仅金茂就安装了6台。上海计划在十五期间普及更多，通 过立法，达到10层以上的建筑都安装。
路漫漫❖其悠注远 ：结构中遇到的动载有两类：振动荷载与移动荷载。
框架结构
路漫漫其悠远
地震模拟器图
❖ 结构动载试验的分类： ❖ 1、爆炸或冲击荷载试验 ❖ 2、结构抗震试验： ❖ 1）低周反复荷载试验 ❖ 2）结构拟动力试验 ❖ 3）地震模拟振动台试验 ❖ 3、结构疲劳试验 ❖ 4、结构振动试验：风洞试验
结构振动测试的目的是： 1、通过振动测试，掌握结构的动力特性，为结
构动力分析和结构动力设计提供试验依据。 2、通过结构振动测试，掌握作用在结构上的动
荷载特性。 3、采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断
和健康监控。
路漫漫其悠远
一、 方法
1. 自由振动法 2. 强迫振动法 3. 随机荷载激振法
结构动载试验讲稿
路漫漫其悠远 2020/4/5
一、振动
振动是一种自然现象。
不利的振动：汽车、火车驶过桥梁，引起桥梁 的振动，飞机飞行过程中，遇到气流的Leabharlann Baidu化， 机翼和机身也会产生较剧烈的振动。
有利的振动：声音是物体振动时产生的；
风、地震、爆炸、撞击，动荷载（移动的车过 桥梁的振动）均可对敏感结构形成破坏,危害相 当巨大。
表4.1 伪静力试验与拟动力试验的比较
路漫漫其悠远
❖ (2) 伪静力试验(亦称低周反复荷载试验)加载方法 ❖ a)控制位移加载法： ❖ 变幅加载；等幅加载；混合加载
一、动态信号测试基本概念
量测动态信号的基本原理与量测静态信号的基本原 理有相同之处。
路漫漫其悠远
图4.5 动态信号量测系统组成
二、结构动载试验中的传感器
图4.6 测振传感器力学原理
路漫漫其悠远
三、结构动载试验的加载设备与方法
1. 惯性冲击力加载 ❖ （1）冲击力加载
• 图4.7 用张拉突卸法对结构施加冲击力荷载
–【浦东机场深井群】安放了深度不同的地震记录仪,
最浅30米,最深300多米,其他还有50米、100多米及200多米 ,这些井群可测量到不同深度接收到的不同地震波强度。
路漫漫其悠远
四、 伪静力试验与拟动力试验的加载制度
为了求得结构抗震基本性能，评定结构抗震能力而 做的试验。
❖ (1) 伪静力试验和拟动力试验
桥梁反应,包括桥梁上、下
部结构的反应。
试验前技术员已在桥
底设置100多个传感器和应
变计。桥上中间一侧的人
行道上,密密麻麻布满了连
着桥底感应器和应变计的
一些黑色线。
实验车队排成一条长龙
路漫漫其悠远
图3.11 有阻尼自由振动波形图
路漫漫其悠远
图3.12 无零线的有阻尼自由振动波形图
路漫漫其悠远
图3.13 动力系数曲线图
图3.9 有阻尼自由振动 衰减曲线
路漫漫其悠远
图3.10 结构受强迫振动时 的共振曲线
04.11.22晚23时至23日6时, 华科大工程结构检测中心
人员对海南省海口和平桥进行了一次全方位“体检
”—动静载试验。动载试验含脉动、跑车、刹车、跳
车4项内容。刹车试验中,试验车辆在通过桥一定断面时
突然刹车,通过此方式来采集当时
路漫漫其悠远
研究振动的目的就是消除或减少不利的振动， 合理利用振动效应为我们服务。
天津旭日化工厂高26米的水塔
路漫漫其悠远
❖二、动载试验的作用
❖1. 结构抗震性能评价 ❖2. 工业厂房机械设备振动对结构、构件 或 ❖ 精密仪表和精密机床的影响 ❖3. 高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、 堤 ❖ 坝的风荷载或移动荷载 ❖4. 建筑物抗爆和振动（见图4.1和4.2）
电磁式振动台
图3.8 电磁振动台组成系统图
1.信号发生器 2.自动控制仪 3.功率放大器 4.电磁激振器 5.振动台台面 6.测振传感器 7.记录系统 8.试件 9.台坐
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4.3 结构振动测试
结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率 、阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材 料有关。
• 1.结构物 2.钢拉杆 3.保护索 4.钢丝绳 5.绞车 6.实验模型 7.钢丝 8.滑轮 9.支架 10.重物 11.减振垫层
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（2） 离心力加载
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图3.6 机械式激振器的原理图
（3） 直线位移惯性力加载
❖ 图3.7 直线位移惯性力加载系统
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2、 电磁加载
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4.4 结构抗震试验
一、 周期性动力荷载试验的加载制度
1. 强迫振动共振加载。 2. 有控制的逐级动力反应测试试验。
二、 非周期性动力荷载试验的加载设计
1. 地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。 2. 人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。 3. 对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待
路漫漫其悠远
动载试验和静载试验的不同之处：
1、在动载试验中，施加在结构上的荷载随着时间连 续变化。
2、结构在动荷载作用下的反应与结构自身的动力特 性密切相关。
3、动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求 发生变化。
4、冲击和爆炸作用下，结构在很短的时间内达到其 极限承载能力。
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4.2 动载试验的仪器仪表
路漫漫其悠远
❖ 三峡工程三期围堰爆破试验场景图
❖ 在24个深13.5米、直径105毫米的地孔内填充3吨炸药，爆破 方量5000方。此次是为了检测现场混装乳化炸药车的性能和数码雷 管的网络连接技术以及混合炸药的装填、联网、起爆等生产程序的 路漫全漫其过悠远程,为后期围堰爆破拆除打下基础。
路漫漫其悠远
模型进行地震模拟振动台试验图
❖二、 动载试验的几种情况
❖ 1. 结构物在实际使用时的振动水平（频率 、
❖ 振幅）及性状； ❖ 如：动力机械作用下厂房结构的振动； ❖ 移动荷载作用下桥梁的振动； ❖ 地震时建筑结构的振动； ❖ 2. 激振后，结构或模型的振动特性； ❖ 如：地震振动台、正弦激振、随机自然激振 ❖ 3. 结构构件的疲劳试验，疲劳试验机。
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三、 强震观测
地震发生时，用仪器观测地面运动的过程和建筑物的 动力反应。结构物在强震过程中的振动记录。
自动触发启动，蓄电池供电
–【美国洛衫矶】凡新建六层以上、面积超过6000平方
英尺的建筑物必须设置强震仪3台。
–【杨浦大桥和金茂大厦】已安装了强震记录网络，
仅金茂就安装了6台。上海计划在十五期间普及更多，通 过立法，达到10层以上的建筑都安装。
路漫漫❖其悠注远 ：结构中遇到的动载有两类：振动荷载与移动荷载。
框架结构
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地震模拟器图
❖ 结构动载试验的分类： ❖ 1、爆炸或冲击荷载试验 ❖ 2、结构抗震试验： ❖ 1）低周反复荷载试验 ❖ 2）结构拟动力试验 ❖ 3）地震模拟振动台试验 ❖ 3、结构疲劳试验 ❖ 4、结构振动试验：风洞试验
结构振动测试的目的是： 1、通过振动测试，掌握结构的动力特性，为结
构动力分析和结构动力设计提供试验依据。 2、通过结构振动测试，掌握作用在结构上的动
荷载特性。 3、采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断
和健康监控。
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一、 方法
1. 自由振动法 2. 强迫振动法 3. 随机荷载激振法
结构动载试验讲稿
路漫漫其悠远 2020/4/5
一、振动
振动是一种自然现象。
不利的振动：汽车、火车驶过桥梁，引起桥梁 的振动，飞机飞行过程中，遇到气流的Leabharlann Baidu化， 机翼和机身也会产生较剧烈的振动。
有利的振动：声音是物体振动时产生的；
风、地震、爆炸、撞击，动荷载（移动的车过 桥梁的振动）均可对敏感结构形成破坏,危害相 当巨大。
表4.1 伪静力试验与拟动力试验的比较
路漫漫其悠远
❖ (2) 伪静力试验(亦称低周反复荷载试验)加载方法 ❖ a)控制位移加载法： ❖ 变幅加载；等幅加载；混合加载
一、动态信号测试基本概念
量测动态信号的基本原理与量测静态信号的基本原 理有相同之处。
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图4.5 动态信号量测系统组成
二、结构动载试验中的传感器
图4.6 测振传感器力学原理
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三、结构动载试验的加载设备与方法
1. 惯性冲击力加载 ❖ （1）冲击力加载
• 图4.7 用张拉突卸法对结构施加冲击力荷载
–【浦东机场深井群】安放了深度不同的地震记录仪,
最浅30米,最深300多米,其他还有50米、100多米及200多米 ,这些井群可测量到不同深度接收到的不同地震波强度。
路漫漫其悠远
四、 伪静力试验与拟动力试验的加载制度
为了求得结构抗震基本性能，评定结构抗震能力而 做的试验。
❖ (1) 伪静力试验和拟动力试验
桥梁反应,包括桥梁上、下
部结构的反应。
试验前技术员已在桥
底设置100多个传感器和应
变计。桥上中间一侧的人
行道上,密密麻麻布满了连
着桥底感应器和应变计的
一些黑色线。
实验车队排成一条长龙
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图3.11 有阻尼自由振动波形图
路漫漫其悠远
图3.12 无零线的有阻尼自由振动波形图
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图3.13 动力系数曲线图
图3.9 有阻尼自由振动 衰减曲线
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图3.10 结构受强迫振动时 的共振曲线
04.11.22晚23时至23日6时, 华科大工程结构检测中心
人员对海南省海口和平桥进行了一次全方位“体检
”—动静载试验。动载试验含脉动、跑车、刹车、跳
车4项内容。刹车试验中,试验车辆在通过桥一定断面时
突然刹车,通过此方式来采集当时
路漫漫其悠远
研究振动的目的就是消除或减少不利的振动， 合理利用振动效应为我们服务。
天津旭日化工厂高26米的水塔
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❖二、动载试验的作用
❖1. 结构抗震性能评价 ❖2. 工业厂房机械设备振动对结构、构件 或 ❖ 精密仪表和精密机床的影响 ❖3. 高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、 堤 ❖ 坝的风荷载或移动荷载 ❖4. 建筑物抗爆和振动（见图4.1和4.2）
电磁式振动台
图3.8 电磁振动台组成系统图
1.信号发生器 2.自动控制仪 3.功率放大器 4.电磁激振器 5.振动台台面 6.测振传感器 7.记录系统 8.试件 9.台坐
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4.3 结构振动测试
结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率 、阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材 料有关。
• 1.结构物 2.钢拉杆 3.保护索 4.钢丝绳 5.绞车 6.实验模型 7.钢丝 8.滑轮 9.支架 10.重物 11.减振垫层
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（2） 离心力加载
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图3.6 机械式激振器的原理图
（3） 直线位移惯性力加载
❖ 图3.7 直线位移惯性力加载系统
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2、 电磁加载
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4.4 结构抗震试验
一、 周期性动力荷载试验的加载制度
1. 强迫振动共振加载。 2. 有控制的逐级动力反应测试试验。
二、 非周期性动力荷载试验的加载设计
1. 地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。 2. 人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。 3. 对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待
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动载试验和静载试验的不同之处：
1、在动载试验中，施加在结构上的荷载随着时间连 续变化。
2、结构在动荷载作用下的反应与结构自身的动力特 性密切相关。
3、动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求 发生变化。
4、冲击和爆炸作用下，结构在很短的时间内达到其 极限承载能力。
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4.2 动载试验的仪器仪表
路漫漫其悠远
❖ 三峡工程三期围堰爆破试验场景图
❖ 在24个深13.5米、直径105毫米的地孔内填充3吨炸药，爆破 方量5000方。此次是为了检测现场混装乳化炸药车的性能和数码雷 管的网络连接技术以及混合炸药的装填、联网、起爆等生产程序的 路漫全漫其过悠远程,为后期围堰爆破拆除打下基础。
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模型进行地震模拟振动台试验图
❖二、 动载试验的几种情况
❖ 1. 结构物在实际使用时的振动水平（频率 、
❖ 振幅）及性状； ❖ 如：动力机械作用下厂房结构的振动； ❖ 移动荷载作用下桥梁的振动； ❖ 地震时建筑结构的振动； ❖ 2. 激振后，结构或模型的振动特性； ❖ 如：地震振动台、正弦激振、随机自然激振 ❖ 3. 结构构件的疲劳试验，疲劳试验机。