工程结构抗震试验教材PPT课件
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《地震与工程抗震》课件
地震工程研究已经从单一的建筑结构扩展到包括桥梁、隧道、地下结构等更广泛的结构类型。
地震工程研究已经从单纯的理论研究向实际工程应用转变，更加注重工程实践和验证。
地震工程将更加注重多学科交叉，包括物理学、数学、计算机科学等，以解决地震工程中的复杂问题。
地震工程将更加注重智能化技术的应用，如人工智能、机器学习等，以提高地震工程设计的精度和效率。
包括桥墩震断、支座脱落、梁板坠落等，这些震害都与桥梁结构的设计、施工质量和抗震构造措施有关。
桥梁结构的振动反应
02
地震发生时，桥梁结构会受到地震波的冲击而产生振动，振动的幅度和频率与桥梁结构的动力特性和地震波的特性有关。
桥梁结构的抗震设计
03
抗震设计是减轻地震灾害的关键，包括场地选择、地基处理、桥墩设计、支座系统等，这些措施能够提高桥梁结构的抗震性能，减少震害的发生。
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总结词
地震可以根据不同的分类标准进行分类，全球地震Байду номын сангаас要分布在环太平洋地震带和欧亚地震带。
详细描述
根据震源深度、地表地质等因素，地震可以分为浅源地震、中源地震和深源地震。全球大部分地震都分布在环太平洋地震带和欧亚地震带，这些地区的地壳构造活动较为频繁。
总结词
地震波分为体波和面波两类，它们以不同的方式和速度传播，对地表和建筑物造成不同程度的破坏。
详细描述
体波是指在地壳内部传播的波，包括纵波和横波。纵波传播速度快，但破坏力较小；横波传播速度慢，但破坏力较大。面波则是在地表传播的波，其影响范围较广，破坏力较强。地震波的传播方式和速度受到地壳结构、地下水位、地表地质等多种因素的影响。
02
工程抗震的基本概念
减轻地震灾害对人类社会造成的损失，保护人民生命财产安全。
《工程结构抗震设计》课件
• 确保结构的整体稳定性。
实例分析
城市高层建筑的抗震设计实例分析
城市高层建筑的抗震设计非常重要，通过分析实例 可以了解如何应用抗震设计原理保护建筑的安全。
实体模拟分析方法
实体模拟分析是一种重要的工具，用于模拟和评估 结构在地震中的响应。
总结
• 工程结构抗震设计对于保护人们的生命和财产是至关重要的。 • 抗震设计不断发展，新的技术和方法可以提高建筑物的抗震性能。
抗震设计的减震措施
1
钢性能隔震
钢性能隔震系统利用弹簧和减震器等装置降低地震力对结构的和防震支承系统通过吸收和耗散地震能量，提高结构的抗震性能。
3
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构可以通过提前施加预应力，增加结构的刚度和抗震性能。
抗震设计的加固措施
钢板加固方法
• 在结构的受力区域添加 钢板，增加结构的承载
概念和意义
工程结构抗震设计是确保建筑结构在地震中不会造成严重破坏或倒塌的工程 设计过程。它的目的是保护人们的生命和财产免受地震的危害。
地震波分析
地震波的特征和分类
地震波是地震能量传播的震 动波动。它们分为P波、S波 和表面波等不同类型。
水平向地震波分析方法
水平向地震波分析可以帮助 我们理解结构在水平地震力 作用下的响应和行为。
• 能增力加。 结构的刚度，减少 变形。
• 提升结构的抗震性能。
纤维增强复合材料加固方 法
• 使用纤维增强复合材料 包覆结构的受力区域。
• 提高结构的强度和刚度。 • 改善结构的延性和抗震
性能。
砼柱加固方法
• 在现有砼柱周围添加钢 筋和混凝土，增加柱子 的承载能力。
• 提升柱子的抗震能力， 减少柱子的变形。
实例分析
城市高层建筑的抗震设计实例分析
城市高层建筑的抗震设计非常重要，通过分析实例 可以了解如何应用抗震设计原理保护建筑的安全。
实体模拟分析方法
实体模拟分析是一种重要的工具，用于模拟和评估 结构在地震中的响应。
总结
• 工程结构抗震设计对于保护人们的生命和财产是至关重要的。 • 抗震设计不断发展，新的技术和方法可以提高建筑物的抗震性能。
抗震设计的减震措施
1
钢性能隔震
钢性能隔震系统利用弹簧和减震器等装置降低地震力对结构的和防震支承系统通过吸收和耗散地震能量，提高结构的抗震性能。
3
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构可以通过提前施加预应力，增加结构的刚度和抗震性能。
抗震设计的加固措施
钢板加固方法
• 在结构的受力区域添加 钢板，增加结构的承载
概念和意义
工程结构抗震设计是确保建筑结构在地震中不会造成严重破坏或倒塌的工程 设计过程。它的目的是保护人们的生命和财产免受地震的危害。
地震波分析
地震波的特征和分类
地震波是地震能量传播的震 动波动。它们分为P波、S波 和表面波等不同类型。
水平向地震波分析方法
水平向地震波分析可以帮助 我们理解结构在水平地震力 作用下的响应和行为。
• 能增力加。 结构的刚度，减少 变形。
• 提升结构的抗震性能。
纤维增强复合材料加固方 法
• 使用纤维增强复合材料 包覆结构的受力区域。
• 提高结构的强度和刚度。 • 改善结构的延性和抗震
性能。
砼柱加固方法
• 在现有砼柱周围添加钢 筋和混凝土，增加柱子 的承载能力。
• 提升柱子的抗震能力， 减少柱子的变形。
工程结构抗震与防灾课件2
2.3 设计反应谱一．反应谱反应谱定义：单自由度弹性体系在给定地震作用下某个最大反应量(，，)与体系自振周期的关系曲线。
S d S v S a T地震反应谱的特点：①结构反应的幅值降低，削平峰点②加速度反应谱，结构小于某个值(大体相当于)时，幅值急剧上升；当大于这一值时幅值急剧下降③在时速度反应谱值也随上升而上升随后逐渐趋于常值④位移反应谱幅值随上升而上升⑤土质条件对反应谱的形状的影响：土质越松软，加速度反应谱峰值所对应的结构周期也越长。
ζT g ωT g T ω<T T ⇒规范的做法：根据同一类场地所得到的强震记录分别是计算它的反应谱曲线，然后将这些谱曲线进行统计分析，求出其中最有代表性的平均反应谱曲线作为设计依据这样的谱曲线为抗震设计反应谱，考虑场地类别、震级和震中距的影响。
()g x t &&⇒二．设计反应谱图2-9地震影响系数曲线上表中的，相当于第二个水准。
根据三水准设防，两阶段设计；多遇地震：I m =I 0-1.55 ,ρ=63.2%（I 0的ρ＝13%）,相当于地震作用值×0.35，也即对表中的值×0.35。
结构处于弹性范围内max 0I α⇒max α罕遇地震：I s =I 0+1 ρ=2~3%。
罕遇地震＝4～6倍例题2－1单跨框架，G=1200KN ，ic=3.0×104KN·m ，8度设防，设计地震分组为第二组，场地覆盖层厚度d ov =45m,土层等效剪切波速为185m/s 。
试求多遇和罕遇地震的水平地震作用。
max max /αα多遇地震0.05ζ=解（1）根据表1-4（P13页),可知等效剪切波速为：而土层覆盖层厚度：故判断该类场地土为II类。
140 /185250≥=≥smvse34550≥=≥ovd（3）8度罕遇其它参数不变⇒90.0max =α水平地震作用：90.09.00.1max 2=×==αηαkNG F 1080120090.0=×==α若上题结构的周期改变为2.5s,则其多遇地震影响系数为:罕遇地震影响系数为：[]036.016.0)4.055.2(02.02.09.0=××−×−=α[]2024.09.0)45.055.2(02.02.09.0=××−×−=α。
工程结构抗震与防灾PPT课件
计算原则
各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ建筑结构的抗震计算
➢ 竖向抗侧力构件不连续示例 ➢ 楼层承载力突变（有薄弱层）
2.1
计算原则
地基与结构相互作用的影响
➢ 由于地基与结构动力相互作用的影响，按刚性地基分析 的建筑结构水平地震作用在一定范围内有明显的折减。 ➢ 适用范围：8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采用箱基、 刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑， 当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时， 对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按规定折减，其层 间变形可按折减后的楼层剪力计算。 ➢ 折减后各楼层的水平地震剪力应满足楼层水平地震剪力 最小值的要求。
2.1
计算原则
结构抗震验算的基本原则
宜进行弹塑性变形验算的结构
➢ 《抗震规范》规定，以下结构宜进行罕遇地震下的 弹塑性变形验算：
✓ 规范规定的高度范围且属于规范规定的竖向不规 则类型的高层建筑结构 ✓ 7度III、IV类场地和8度时乙类建筑中钢筋混凝 土结构和钢结构 ✓ 板柱-抗震墙结构和底部框架砖房 ✓ 高度不大于150m的钢结构
2.2
地震作用
重力荷载代表值的确定
➢ 结构抗震设计时所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表 值。重力荷载分为恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。 地震发生时的活载水平一般小于标准值，采用组合值系数 考虑活载的折减。
《抗震规范》规定：
回顾：荷载的标准值是指其在结构的使用期间内可能出现 的最大荷载值。
2.2
Elcentro 1940 （N-S） 地震记录
2.3
单自由度弹性体系的定义： ➢ 单质点弹性体系：将结构参与振动的全部质量集中于 一点，用无质量的弹性直杆支承于地面上的体系； ➢ 单向振动体系
东南大学《工程结构抗震与防灾》课件
地震作用最大的方向 = -1.040 (度)
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
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各类建筑结构的地震作用
质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平 地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地 震作用效应的方法计入扭转影响。
8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高 层建筑，应计算竖向地震作用。
第2章 结构抗震计算
§2-1 计算原则 §2-2 地震作用 §2-3 设计反应谱 §2-4 振型分解反应谱法 §2-5 底部剪力法 §2-6 时程分析法 §2-7 竖向地震作用 §2-8 结构抗震验算
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
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结构抗震计算的基本步骤
考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周 期 转 角
平动系数 (X+Y) 扭转系数
1 1.5059 178.50 0.65 ( 0.65+0.00 ) 0.35
2 1.3294 0.56 0.37 ( 0.37+0.00 ) 0.63
3 1.1881 89.33 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
不规则结构——平面不规则
位移比：在规定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位 移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间 位移）平均值的1.2倍。
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不规则结构——平面不规则
凹凸不规则
控制凹凸不规则就是控制房屋局部的外伸长度。 结构平面上的两端相距太远，地震时由于输入相位差容
工程结构抗震课件
地震 动
地震动是指地震时作用于工程结构的地震力，其特性包括峰值、频率和持时等。 地震动具有随机性和不确定性，需通过地震观测和震害调查进行了解。
工程结构的震害与破坏机理
震害类型
工程结构的震害类型主要包括变形破坏、断裂破坏、倾倒破 坏和丧失使用功能等。不同类型结构的震害特点不同，需根 据具体情况采取相应的抗震措施。
新材料与新工艺的应用
01
02
03
新材料应用
采用高强度材料、复合材 料等新型材料，提高结构 的强度和刚度，降低地震 作用下的结构响应。
新工艺应用
采用新型连接方式、混合 结构设计等新工艺，提高 结构的整体性和稳定性， 增强结构的抗震能力。
优化结构设计
结合新材料和新工艺的应 用，优化结构设计，实现 工程结构的轻量化、高效 化和安全化。
减隔震技术的应用与发展
减隔震技术原理
减隔震技术是通过在结构关键部 位设置消能减震装置或隔震支座，
以减小地震作用对结构的影响。
减隔震装置类型
常见的减隔震装置包括摩擦阻尼 器、黏性阻尼器、支撑式悬挂减 震装置等，可根据不同结构和需
求选择合适的装置。
技术发展与推广
随着减隔震技术的不断发展，其 应用范围逐渐扩大，未来可在更 多工程结构中推广和应用该技术。
抗震加固方案
根据桥梁的结构特点和损伤情况，采用增设支撑、加固桥墩、更换部分桥面铺装等措施进行加固。同时，对桥面和桥 墩进行防震处理，以减少地震对桥梁的破坏。
抗震性能评估 在加固后，需要对桥梁的抗震性能进行评估，以确保桥梁在地震作用下的安全性和稳定性。评估内容包 括地震烈度、场地条件、结构类型、材料性能等因素。
抗震稳定性措施
为保障大坝在地震作用下的稳定 性，可采取一系列措施，如加强 坝体加固、优化排水系统、加强 防渗处理等。同时，还需要对大 坝进行定期检查和维护，确保其 处于良好的工作状态。
地震动是指地震时作用于工程结构的地震力，其特性包括峰值、频率和持时等。 地震动具有随机性和不确定性，需通过地震观测和震害调查进行了解。
工程结构的震害与破坏机理
震害类型
工程结构的震害类型主要包括变形破坏、断裂破坏、倾倒破 坏和丧失使用功能等。不同类型结构的震害特点不同，需根 据具体情况采取相应的抗震措施。
新材料与新工艺的应用
01
02
03
新材料应用
采用高强度材料、复合材 料等新型材料，提高结构 的强度和刚度，降低地震 作用下的结构响应。
新工艺应用
采用新型连接方式、混合 结构设计等新工艺，提高 结构的整体性和稳定性， 增强结构的抗震能力。
优化结构设计
结合新材料和新工艺的应 用，优化结构设计，实现 工程结构的轻量化、高效 化和安全化。
减隔震技术的应用与发展
减隔震技术原理
减隔震技术是通过在结构关键部 位设置消能减震装置或隔震支座，
以减小地震作用对结构的影响。
减隔震装置类型
常见的减隔震装置包括摩擦阻尼 器、黏性阻尼器、支撑式悬挂减 震装置等，可根据不同结构和需
求选择合适的装置。
技术发展与推广
随着减隔震技术的不断发展，其 应用范围逐渐扩大，未来可在更 多工程结构中推广和应用该技术。
抗震加固方案
根据桥梁的结构特点和损伤情况，采用增设支撑、加固桥墩、更换部分桥面铺装等措施进行加固。同时，对桥面和桥 墩进行防震处理，以减少地震对桥梁的破坏。
抗震性能评估 在加固后，需要对桥梁的抗震性能进行评估，以确保桥梁在地震作用下的安全性和稳定性。评估内容包 括地震烈度、场地条件、结构类型、材料性能等因素。
抗震稳定性措施
为保障大坝在地震作用下的稳定 性，可采取一系列措施，如加强 坝体加固、优化排水系统、加强 防渗处理等。同时，还需要对大 坝进行定期检查和维护，确保其 处于良好的工作状态。
第6章-结构抗震试验ppt课件(全)
结构抗震试验的内容
工程结构抗震试验内容包括三个环节，即结构抗震试验设计， 结构抗震试验的实施和结构抗震试验分析。 其中，结构抗震试验设计是关键，它包括试验模型设计、试 件的形式及数量选择、试验方法的确定。
结构抗震试验分类
（1）拟静力试验 （2）拟动力试验 （3）地震模拟振动台试验 （4）人工地震模拟加载试验 （5）天然地震加载试验
6.2 拟静力试验
1 试验目的 2 试验对象 3 试验设备与加载装置 4 加载制度 5 测点布置与数据采集
6.2.1 试验目的
接上图
6.2.1 试验目的
试验对象
建筑物的抗震性能取决于主要承重结构和构件的抗震性 能，因此，在拟静力试验中，其试验对象通常选择各种 结构的主要承重构件和连接节点。
6.2.3 试验设备与加载装置
6.4.1 地震模拟振动台系统
（1）台面尺寸和台面最大负荷 （2）振动台的主要技术参数 ①频率 ②最大位移 ③速度 ④加速度 ⑤输入波形
6.4.1 地震模拟振动台系统
6.4.1 地震模拟振动台系统
（3）振动台的技术指标
6.4.2 控制系统与控制方法
（1）模拟控制
6.4.2 控制系统与控制方法
6.7.2 滞回曲线和骨架曲线的特征
（1）滞回曲线
6.7.2 滞回曲线和骨架曲线的特征
（2）骨架曲线 （3）强度
6.7.2 滞回曲线和骨架曲线的特征
6.7.2 滞回曲线和骨架曲线的特征
（4）刚度 （5）延性系数
（6）退化率
6.7.2 滞回曲线和骨架曲线的特征
（7）耗能
Thank you
6.6 天然地震试验
（1）加固或新建试验房屋 （2）强震观测 （3）天然地震试验场
工程结构抗震试验教材(48张)PPT
试验加载装置多采用反力墙或者专用抗 侧力构架，加载设备主要是用推拉千斤顶或电伺服结 构试验系统装置，并用计算机进行控制和数据采集。
图5.1 典型的拟静力试验系统加载
5.2.2加载制度
（1）单向反复加载制度 a.位移控制加载； b.力控制加载；
c.力—位移混合控制加载。
5.2.3钢管混凝土框架梁柱节点试验
5.1.3.3地震模拟振动台试验
地震模拟振动台可以真实地再现地震过 程，可以在振动台台面上再现天然地震记录，安装在 振动台上的试件就能收到类似天然地震的作用。
地震模拟振动台试验可以再现结构在地 震作用下结构开裂、破坏的全过程，能反映应变速率 的影响，对超高层或原型结构进行整体模型试验。
局限性：一般振动台试验都为模型试 验，比列较小，容易产生尺寸效应，难以模拟结构构 造。
5.2.4.3极限荷载：取试验结构构件所能承受的最大荷 载值。
5.2.4.4 破损荷载和极限变形
在试验过程中，试验构件达到极限荷载后，出现大较大 变形，但仍有可能修复时所对应的荷载值，称为破损 荷载。一般宜取极限荷载下降的15%时所对应的荷载 值作为破损荷载，其相应的变形为极限变形。
5.2.4.5 骨架曲线
5.1.2结构抗震试验内容
结构抗震试验设计抗震试验分析 ——目的
5.1.3结构抗震试验分类
结构抗震试验可以分为两大类： 结构抗震静力试验 结构抗震动力试验
室内:拟静力试验、拟动力试验、模拟振动台 试验
现场：人工地震模拟试验、天然地震试验
5.1.3.1 拟静力试验
5.1.3.2拟动力试验
拟动力试验又称计算机—加载器联机试 验，是将计算机的计算和控制与结构试验有机地结合 在一起的实验方法。
优点：结构的恢复力特性不再来自数学模 型，而是直接从被试验结构上实时侧取。
图5.1 典型的拟静力试验系统加载
5.2.2加载制度
（1）单向反复加载制度 a.位移控制加载； b.力控制加载；
c.力—位移混合控制加载。
5.2.3钢管混凝土框架梁柱节点试验
5.1.3.3地震模拟振动台试验
地震模拟振动台可以真实地再现地震过 程，可以在振动台台面上再现天然地震记录，安装在 振动台上的试件就能收到类似天然地震的作用。
地震模拟振动台试验可以再现结构在地 震作用下结构开裂、破坏的全过程，能反映应变速率 的影响，对超高层或原型结构进行整体模型试验。
局限性：一般振动台试验都为模型试 验，比列较小，容易产生尺寸效应，难以模拟结构构 造。
5.2.4.3极限荷载：取试验结构构件所能承受的最大荷 载值。
5.2.4.4 破损荷载和极限变形
在试验过程中，试验构件达到极限荷载后，出现大较大 变形，但仍有可能修复时所对应的荷载值，称为破损 荷载。一般宜取极限荷载下降的15%时所对应的荷载 值作为破损荷载，其相应的变形为极限变形。
5.2.4.5 骨架曲线
5.1.2结构抗震试验内容
结构抗震试验设计抗震试验分析 ——目的
5.1.3结构抗震试验分类
结构抗震试验可以分为两大类： 结构抗震静力试验 结构抗震动力试验
室内:拟静力试验、拟动力试验、模拟振动台 试验
现场：人工地震模拟试验、天然地震试验
5.1.3.1 拟静力试验
5.1.3.2拟动力试验
拟动力试验又称计算机—加载器联机试 验，是将计算机的计算和控制与结构试验有机地结合 在一起的实验方法。
优点：结构的恢复力特性不再来自数学模 型，而是直接从被试验结构上实时侧取。
第七章 结构抗震试验PPT课件
2
7.1.2 结构抗震试验的分类和特点
目前的抗震试验方法有三种： （1）低周反复加载试验 （2）拟动力试验 （3）地震模拟振动台试验
3
7.1.2 结构抗震试验的分类和特点（续）
试验方法：是以一定的荷载或位移作为控制值 对试件进行低周反复加载，以获得结构非线性 的荷载—变形特性。
1．低周反复加载试验 又称为拟静力试验、伪静力试验。 低周反复加载试验的荷载特点是：试验荷载
10
1.单向反复加载制度（续）
位移控制加载
(a)变幅加载
(b)等幅加载
(c)变幅等幅混合加载
11
考虑二次地震影响和混合位移加载制度
12
2) 力控制加载（很少用）
3) 力—位移混合控制加载
梁
柱
节
点
通
常
采
用
的
方
案
一般在结构屈服前，荷载变化大，而位移变小，此时采用控制作用力 加载；结构屈服后，荷载变化小，位移变化大，此时采用控制位移加载。
26
2.钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能试验（续）
一、试件和边界条件的模拟：十字型节点、上下左右 反弯处截取试件
由于节点受力的复杂性，试件比例不少于1/2并辅以 足尺试件。
柱端加载方案和梁端加载方案：区别在于P-Δ效应
X形试件：梁有轴力、柱轴力可变。
27
二、试验装置和加载设计
梁柱节点组合体梁端加载试验装置 柱端加载试验装置 三、试验观测项目的测点布置（教材P149-150）
平约束。 多个加载器的同步加载：液压加载器的优点，
或采用多个分配梁式。 ♦ 建研式低周反复加载装置：钢横梁的水平 移动（见后图） 竖向荷载的施加需配置稳压装置。
7.1.2 结构抗震试验的分类和特点
目前的抗震试验方法有三种： （1）低周反复加载试验 （2）拟动力试验 （3）地震模拟振动台试验
3
7.1.2 结构抗震试验的分类和特点（续）
试验方法：是以一定的荷载或位移作为控制值 对试件进行低周反复加载，以获得结构非线性 的荷载—变形特性。
1．低周反复加载试验 又称为拟静力试验、伪静力试验。 低周反复加载试验的荷载特点是：试验荷载
10
1.单向反复加载制度（续）
位移控制加载
(a)变幅加载
(b)等幅加载
(c)变幅等幅混合加载
11
考虑二次地震影响和混合位移加载制度
12
2) 力控制加载（很少用）
3) 力—位移混合控制加载
梁
柱
节
点
通
常
采
用
的
方
案
一般在结构屈服前，荷载变化大，而位移变小，此时采用控制作用力 加载；结构屈服后，荷载变化小，位移变化大，此时采用控制位移加载。
26
2.钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能试验（续）
一、试件和边界条件的模拟：十字型节点、上下左右 反弯处截取试件
由于节点受力的复杂性，试件比例不少于1/2并辅以 足尺试件。
柱端加载方案和梁端加载方案：区别在于P-Δ效应
X形试件：梁有轴力、柱轴力可变。
27
二、试验装置和加载设计
梁柱节点组合体梁端加载试验装置 柱端加载试验装置 三、试验观测项目的测点布置（教材P149-150）
平约束。 多个加载器的同步加载：液压加载器的优点，
或采用多个分配梁式。 ♦ 建研式低周反复加载装置：钢横梁的水平 移动（见后图） 竖向荷载的施加需配置稳压装置。
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5.1.3.4人工地震模拟试验
采用地面或地下爆炸法引起地面运动的动力效应 来模拟某一烈度或某一确定性天然地震对结构的影响， 对大比列模型或足尺结构进行试验，并已在实际工程 试验中得到实践。
优点：方法直观简单，并可考虑场地的影响。 缺点：但试验费用高、难度大。
5.1.3.5天然地震试验
在频繁出现地震的地区或短期预报可能出现较大 地震的地区，有意识地建造一些试验性结构或在已建 结构上安装测震仪，以便一旦发生地震时可以得到结 构的反应。
工程结构抗震试验教材(PPT48页)
5.2.4.6 延性系数是指试验构件塑性变形能力的一个 指标，反映了结构构件抗震性能的好坏，按 下式计算：
工程结构抗震试验教材(PPT48页)
工程结构抗震试验教材(PPT48页)
5.2.4.7
退化率
反映试验结构构件抗力随反复加载次数的增加而降低的指 标。
（1）当研究承载力退化时，用承载力降低系数表示退化率
试验加载装置多采用反力墙或者专用抗侧力构架， 加载设备主要是用推拉千斤顶或电伺服结构试验系统 装置，并用计算机进行控制和数据采集。
图5.1 典型的拟静力试验系统加载
5.2.2加载制度
（1）单向反复加载制度 a.位移控制加载； b.力控制加载；
c.力—位移混合控制加载。
5.2.3钢管混凝土框架梁柱节点试验
5.1.3.2拟动力试验
拟动力试验又称计算机—加载器联机试验，是将 计算机的计算和控制与结构试验有机地结合在一起的 实验方法。
优点：结构的恢复力特性不再来自数学模型，而 是直接从被试验结构上实时侧取。
不足：拟动力试验不能反映实际地震作用时材料
应变速率的影响；
拟动力试验只能通过单个或几个加载器对试件加 载，不能完全模拟地震作用时结构实际所受的作用力 分布
工程结构抗震试验教材(PPT48页)
工程结构抗震试验教材(PPT48页)
5.2.4试验数据的确定
通过拟静力试验可以得到如下数据：
5.2.4.1 开裂荷载：对于混凝土结构构件，取出现第一条 垂直裂缝或斜裂缝时的荷载。
5.2.4.2 屈服荷载和屈服变形：取试验结构构件在荷载稍 有增加而变形有较大增长时所承受的最小荷载和与其 相应的变形为屈服变形，对混凝土构件系指受拉主筋 应力屈服时的荷载或相应变形。
工程结构抗震试验教材PPT课件
工程结构抗震试验
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5.1概述
结构抗震试验的目的： （1）确定结构线性动力特性，即结构在弹性阶段变形比较
小的情况下的自振周期、振型、能量耗散和阻尼值； （2）研究结构的非线性性能，如结构进入非线性阶段的能
量耗散、滞回特性、延性性能、破坏机理和破坏特征。 5.1.1结构抗震试验的特点 （1）荷载以动力形式出现； （2）加速度作用引起惯性力； （3）动荷载作用于结构有应变速率问题。
5.2.4.5 骨架曲线
取荷载—位移曲线各级第一循环的峰点（回载顶点 ）连接起来的包络线作为骨架曲线。骨架曲线在研究 非线性地震时，反映了每次循环的荷载—位移曲线达 到最大峰点的轨迹，反映了试验构件的抗震烈度、承 载力和延性特点
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C.X型梁柱节点组合体试验装置
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5.2.3.3试验加载程序
控制作用力和控制位移的混合加载法
5.2.3.4试验观测项目
荷载及支座反力； 荷载—变形曲线； 塑性铰区段曲线率或转角； 节点核心区剪切角； 梁柱纵筋应力； 核心区箍筋应力； 钢筋滑移。
5.1.3.3地震模拟振动台试验
地震模拟振动台可以真实地再现地震过程，可以 在振动台台面上再现天然地震记录，安装在振动台上 的试件就能收到类似天然地震的作用。
地震模拟振动台试验可以再现结构在地震作用下 结构开裂、破坏的全过程，能反映应变速率的影响， 对超高层或原型结构进行整体模型试验。
局限性：一般振动台试验都为模型试验，比列 较小，容易产生尺寸效应，难以模拟结构构造。
拟静力试验又称为低周反复加载试验或伪静力试 验，一般给试验对象施加低周反复作用的力或位移， 来模拟地震时结构的作用，并评定结构的抗震性能和 能力。
拟静力试验实质上是用静力加载方式模拟地震对结 构物的作用。
优点：在试验过程中可以随时停下来观测试件的开 裂和破坏状态，并可根据试验需要改变加载历程。
不足：试验的加载历程是研究者事先主观确定的， 与实际地震作用历程无关，不能反映实际地震作用时 应变速率的影响。
5.1.2结构抗震试验内容
结构抗震试验设计 ——关键
结构抗震试验 ——中心 结构抗震试验分析 ——目的
5.1.3结构抗震试验分类
结构抗震试验可以分为两大类： 结构抗震静力试验 结构抗震动力试验
室内:拟静力试验、拟动力试验、模拟振动台 试验
现场：人工地震模拟试验、天然地震试验
5.1.3.1 拟静力试验
5.2.3.1试件形式：工字型、X形
（2）双向反复加载制度
a.x、y轴双向同步加载； b. a.x、y轴双向非同步加载。
5.2.3.2试验装置
a.梁柱节点组合体梁端加载装置
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b.梁柱节点组合体有侧移柱端加载装置
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优点：方法真实、可靠。 缺点：费用高，实现难度较大
5.2拟静力试验
拟静力试验方法是目前研究结构或构件抗震性能 应用最广泛的试验方法，它是采用一定的荷载控制或 变形控制对试件进行低周反复加载，使试件从弹性阶 段直至破坏的一种试验。
试件种类：梁、板、柱、节点、墙、框架和整体 结构等。
5.2.1加载装置
5.2.4.3极限荷载：取试验结构构件所能承受的最大荷载 值。
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5.2.4.4 破损荷载和极限变形
在试验过程中，试验构件达到极限荷载后，出现大 较大变形，但仍有可能修复时所对应的荷载值，称为 破损荷载。一般宜取极限荷载下降的15%时所对应的 荷载值作为破损荷载，其相应的变形为极限变形。