拟静力试验

二、拟静力试验的基本概念
拟静力试验的目的： （1）研究结构在地震荷载作用下的恢复力 特性，确定恢复力模型。 （2）通过试验可以从强度、变形和能量三 个方面判别和鉴定结构的抗震性能。 （3）研究构件破坏机理，为改进现行设计 方法、修改抗震规范提供依据。
三、试验设备及装备
• 拟静力试验设备： 加载装置——双向作用加载器（千斤顶）； 反力装置——反力墙或反力架、试验台座。
试验 or 实验？
试验
为了察看某事的结果或某物的性能而 从事某种活动。
实验
为了检验某种科学理论或假设而 进行某种操作或从事某种活动。
目录
• • • • • • • • 一、前言 二、拟静力试验的基本概念 三、试验设备及装备 四、加载制度 五、加载方法 六、试验观测 七、数据资料整理 八、总结
一、前言
七、数据资料整理
• 骨架曲线：
• 1）荷载——变形滞回曲线
中，取每一级荷载第一次循 环的峰点所连接成的包络线。 • 2）骨架曲线的形状大体和 单次加载曲线相似，但极限 荷载略有降低。 • 3）反映了构件受力与变形 的各个不同阶段及特性，是 确定恢复力模型特征点的依 据。
七、数据资料整理
• 滞回特性：
八、总结
• 但它还是存在一些缺点： • 1、试验的加载历程是由研究者主观确定的，与
实际地震作用历程无关。 • 2、加载周期长，不能反映实际地震作用是应变 速率的影响。 • 所以得综合根据试验条件和试验要求选择合理的 试验方案。
谢谢大家！！
卸载刚度，接近 开裂刚度或屈服 刚度 等效刚度，随循环 次数增加而不断 降低
七、数据资料整理
3）延性系数 结构破坏时的极限变形和屈服时的屈服变形值之比
u y
4）耗能能力 试件在地震反复作用下吸收能量的大小，以滞回曲线包围的 面积来衡量。由面积可求得等效粘滞阻尼系数 h
e
he
1 ABC图形面积 2 OBD三角形面积
三、试验设备及装备
• 图片
三、试验设备及装备
• 图片
三、试验设备及装备
• 试验装置设计要求：
• 1）满足受力条件和支承方式的要求 • 2）反力装置应具有足够的刚度、强度和 整体稳定性。 • 3）试验台重量不小于试件最大重量的5倍 等等
四、加载制度
位移控制加载
加 单向反复加载 力控制加载 载 力—位移混合控制加载 制 x、y轴双向同步加载 度 双向反复加载
来自百度文库
一、前言
作为一个土木人我们可以做些什么？
够了么？
一、前言
试验！！理论联系实际！
二、拟静力试验的基本概念
人工地震模拟加载试验
结 场地结构原型试验 构 天然地震加载试验 抗 震 拟静力试验 试 试验室试验 拟动力试验 验 地震模拟地震台试验
二、拟静力试验的基本概念
拟静力试验（低周反复加载静力试验）： 1、在正反两个方向对试件反复加载和卸 载。 2、试件的荷载值或位移值作为控制量。 3、加载速率低，对应力应变的影响小。 4、获得结构非弹性的荷载—变形特征。
i 1 i 1 n n
Ki
表示变形 系数为j时， 加载循环的 峰点荷载值
表示变形 系数为j时， 加载循环的 最小荷载值
八、总结
• 总的来说，拟静力试验是一种很好的测试 试件抗震性能的方法。 • 1、试验过程相对来说简单。
• 2、在试验过程中能随时停下来观察结构的开裂 和破坏形态，便于检验校核试验数据和仪器的工 作情况。 • 3、可根据试验需要修改或改变加载历程。
一、前言
• ●世界震级最大的是1960年5月21日的智利大地震， 震级 为9.5级。 • ●中国震级最大的是1950年8月15日的西藏8.6级 地震 • ●死亡人数最多的是1201年7月发生在地中海东部 的地震，死亡110万人 • ●地震损失最大的是2011年3月11日的东日本大地 震，损失金额估计在1220亿至2350亿美元（约合 人民币8000亿元到1.5万亿元）之间
x、y轴双向非同步加载
四、加载制度
1）控制位移加载法：
以屈服位移的 倍数为控制值 有 控制位移确定 有无明确屈服点 无
主观制定一个恰 当得控制值
四、加载制度
1）控制位移加载法： （1）变幅加载：强度、变形、耗能的性 能。 （2）等幅加载：强度降低率、刚度退化 规律。 （3）变幅等幅混合加载：综合地研究构 件的性能。
结构破坏
四、加载制度
• 图形
四、加载制度
4）双向反复加载制度：考虑了空间组合效应 1）x、y轴双向同步加载
在与构件截面主轴成a角的方向进行斜向加载， 使x、y两个主轴方向的荷载分量同步 2）x、y轴双向非同步加载 在x、y分别施加低周反复荷载
四、加载制度
• 图形
单项加载 x恒载，Y加载 x、y先后加载
he
1 ABC面积 2 OBD面积
he 1 ABC图形面积 2 OBD三角形面积
七、数据资料整理
5）退化率
（1）刚度、强度退化率：低周反复加载时，每施加一周 荷载后强度或刚度降低的速率。
i
Pji，max
-1 Pji，max
（2）反映了结构是否经得起地震的反复作用
Pji i j
• • • • • 1）强度 2）刚度 3）延性系数 4）耗能能力 5）退化率
七、数据资料整理
1）强度 （1）开裂荷载 （2）屈服荷载 （3）极限荷载 （4）破损荷载
七、数据资料整理
2）刚度 （1）初次加载制度K0 （2）卸载刚度Ku （3）反向荷载、卸载刚度和重复加载刚度 （4）等效刚度Ke
初次加载刚度， 可用来计算结构 自振周期
x、y 交替加载
8字形加载
方形加载
五、加载方法
加载方法：
正式试验前，预 加反复荷载试验 三次 施加预计开裂 荷载的40%~60% 重复2~3次 承载能力和破坏 特征试验
加载至极限 荷载下降段
混 凝 弹性阶段用荷载控制 土 试 加载，开裂后用变形量控 件
制加载
加载至下降段 最大荷载85%
六、试验观测
四、加载制度
四、加载制度
2）控制作用力加载法： 1）定义：控制施加在构件上的作用力实 现低周反复加载的要求。 2）缺点：错误估计构件的实际承载力很 容易发生失控现象，故实际试验中很少采 用。
四、加载制度
3）控制作用力和控制位移混合加载法：
按初始设定 逐级增加 的控制力加载 开裂后，加 载至试件屈 确定标准位移 服 无 标 准 位 移 研究人员自行 确定位移加载 按标准位移 的倍数加载
试验观测：
1）墙体试验观测 观测项目：裂缝、开裂荷载、破坏荷载、墙体位移、应 变及荷载位移曲线。 2）框架节点试验观测 观测项目：荷载数值及支座反力；荷载——变形曲线。
测量墙体的 转动情况
六、试验观测
六、试验观测
变形：梁端和柱端
位移、塑性铰区曲率 或截面转角、节点核心 区剪切角。
应力：梁柱交界处纵
筋应力、梁柱塑性铰区 或核心区箍筋应力。
裂缝观测
七、数据资料整理
是否有良好 恢复力特性
变形能力、 耗能能力
抗震能力
强度、刚度 延性等
是否有足够 承载力
七、数据资料整理
• 恢复力曲线模型： • 1）定义：恢复力随着变
形变化的曲线。是进行抗 震分析的基础。 • 2）包括：骨架曲线、滞 回特性、刚度退化规律三 个组成部分。 • 3）有双线性模型、 克拉夫退化双线性模型、田 模型等