结构低周反复加载静力试验

现代结构试验方法
1.3结构抗震试验方法分类
2.结构抗震动力试验
❖周期性动力试验 设备：⑴安装在结构上的激振器
⑵电液伺服加载器 ⑶振动台
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.3结构抗震试验方法分类
2.结构抗震动力试验
❖ 非周期性动力试验 ⑴模拟地震振动台试验 ⑵人工地震试验 ⑶天然地震试验
用计算机参与试验的执行和控制，模拟实际地震位移时 程曲线驱动和控制电液伺服加载器对结构施加荷载；同时量测 结构反应，得到结构的瞬时非线性变形和恢复力间的关系，再 由计算机算出下一次加载后的变形，并将之转化为控制信号， 驱动加载器强迫结构按实际地震反应实现结构的变形和受力。
§1 结构抗震试验方法概述
拟动力试验
动力测试及现场实测阶段
地震模拟实验阶段 抗震实验广泛应用
结构抗震设计理论： •静力理论
•反应谱理论
•直接动力分析理论
•概率弹塑性理论
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.3结构抗震试验方法分类
1.结构抗震静力试验
❖低周反复加载静力试验——周期性加载
试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两 个方向反复加载和卸载，模拟地震荷载对结构的受力过程。
优点：⑴设备简单，耗资少，便于观察试验现象
⑵加载历程可人为控制，并可按需加以修正 ⑶能做大型的结构试验及各种类型的结构试验
缺点：不能与任一次确定性的非线性地震反应结果相
比。
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.3结构抗震试验方法分类
1.结构抗震静力试验
❖拟动力试验（计算机—加载器联机试验）——非周期性加载
1995年1月17日凌晨5时46分，在日本兵库县南部发生7.2 级地震，震源在兵库县首府神户市和淡路岛之间的海底。这 次地震的震源浅、震级大，发震断层穿城而过。地震死亡 5466人，受伤34523人，直接经济损失约1000亿美元。
§1 结构抗震试验方法概述
底层破坏造成房屋倒塌
§1 结构抗震试验方法概述
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失100亿元, 震后重建费用100亿元。
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.1 震害
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.1 震害
➢ 日本阪神地震
现代结构试验方法
桥梁钢筋混凝土墩的剪切破坏
§1 结构抗震试验方法概述
5.12汶川地震
2008年5月12日14时28分，四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地 震，地震造成重大人员伤亡和经济损失。
直接经济损失是6920亿，四川是6177亿，占四川的 GDP58.8%，相当于四川一年的GDP的接近60%，相当于全国 GDP的2.5%，加在一起直接的经济损失占全国的2.8%，
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
1.4混凝土结构抗震试验的目的
研究结构构件的抗震性能
——承载力、刚度、变形能力、滞回环形状、耗能能力、 破坏机制
改善结构的抗震能力 改进和发展抗震构造措施 建立恢复力模型，改进恢复力特性曲线的计算
§1 结构抗震试验方法概述
现代结构试验方法
2.1加载设备和装置应满足的要求
地震能量巨大、烈度超强。 震源深度浅、破裂长度大、震害范围广。 发震方式特殊、震动持续时间长
启示：预防为主。
土木工程方法是指场地选 择、场地安全性评价、抗震设 计、合理施工、正确使用和维 护及时加固。
土木工程手段是防灾减灾的主要 手段。
现代结构试验方法
1.2结构抗震试验方法的发展
静力试验方法
§3 加载制度及试验方法
现代结构试验方法
3.1加载制度
2.控制作用力
3.控制作用力和控制位 移混合加载
§3 加载制度及试验方法
现代结构试验方法
3.1加载制度
二维——控制位移
§3 加载制度及试验方法
现代结构试验方法
3.2回载控制点
屈服前（控制力） ——（0.5、0.75、1.0）屈服荷载 屈服后（控制位移） ——（1.0、2.0、3.0、4.0）屈服时位移
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
2.3加载装置
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
2.3加载装置
固端平移式试验装置
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
2.3加载装置
分配梁悬吊支撑 加载试验装置
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
3.1加载制度
一维： 1.控制位移：
变幅加载 等幅加载 混合加载
§1 结构抗震试验方法概述
低周反复加载试验的目的
首先是研究结构在地震荷载作用下的恢复 力特性，确定结构构件恢复力模型。
通过试验可以从强度、变形和能量等三个 方面判别和鉴定结构的抗震性能。
结构构件的破坏机理，为改进现行抗震设 计方法和修改设计规范提供依据。
§1 结构抗震试验方法概述
低周反复加载试验的特点
现代结构试验方法
第四章 结构低周反复加载静力试验
现代结构试验方法
第四章 结构低周反复加载静力试验
§1 结构抗震试验方法概述 §2 加载设备和装置 §3 加载制度及试验方法 §4 试验数据的整理分析 §5 结构低周反复加载静力试验
1.1 震害ห้องสมุดไป่ตู้
➢ 唐山大地震
1976年7月28日凌晨，在河北省唐山、丰南一带发生了7.8 级强烈地震。 主震之后，发生了多次强余震。截至当年9月 23日，共发生4级以上的强余震423次，其中5-5.9级的25 次，6-6.9级的5次；最大的一次强余震为7.1级，发生在主震 当天的18时45分。
1.满足最大荷载和变形条件 2.考虑反复受力的可能性 3.抗侧力装置有足够的承载力、抗弯、抗剪刚度 4.推拉千斤顶行程足够，两端设铰支座 5.满足边界条件
§2 加载设备和装置
现代结构试验方法
2.2加载设备
1.手动加载 自动化程度不高，加载过程不易控制 2.电液伺服加载系统 组成 控制原理：闭环控制
工作流程
现代结构试验方法
拟动力试验
结构运 动方程
n时刻的地 震反应位
移值
加载控 制系统
结构或 模型
量测结 构反力
n+1时刻
优点：⑴使结构荷载和变形与地震作用下所经历的真实过程完全一致。
⑵不需对恢复力特性做任何假设。 ⑶能作振动台试验所不能胜任的较大型结构模型试验。
缺点：不能反映实际地震时材料应变速率的影§1响。结构抗震试验方法概述