第六章 结构拟静力与拟动力试验.

一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 单向反复加载制度
③荷载－变形双控制加载法
《混凝土结构试验方法标准》 中给出的加载方法和加载程序， 要求根据结构构件特点和试验 研究目的确定，并应符合相关 规定，见教材P79。
我国规范规定的加wenku.baidu.com制度
一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 双向反复加载制度
♦为了研究地震作用对结构构件的空间组合效应，克服结构构
件在采用单方向（平面内）加载时，不考虑另一方向（平面 外）地震作用对结构影响造成的局限性，可在 、 两个主轴方 向同时施加低周反复荷载；
（1）X、Y轴双向 同步加载 （2）X、Y 轴双向 非同步加载
一、拟静力试验
4. 量测方案
♦ 拟静力试验量测内容可根据试验研究的目的而定， 不同试验结构构件有不同的量测内容，以梁柱节点 为例，通常有以下量测项目； （1）荷载及变形 （2）塑性铰区段曲率或转角 （3）节点核心区剪切角 （4）梁柱纵筋应力 （5）核心区箍筋应力 （6）钢筋滑移
♦ 加载设备：推拉千斤顶或电液伺服作动器 ♦ 加载反力装置：包括竖向反力装置和水平向反力装置， 如反力 墙、反力台座、专用的水平反力架、钢结构竖向反力架等； ♦ 拟静力试验加载装置的设计应根据不同结构或试件研究的目的， 提供与实际结构受力情况尽可能一致的模拟边界条件，即尽可 能使试件满足试验的支承方式和受力条件的要求。
该加载制度在两种大幅值控制位移之间有几次小幅值 位移循环，这是为了模拟构件承受二次地震作用，其中 小循环加载用来模拟余震的作用。
一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 单向反复加载制度
②荷载控制加载法 通过控制施加于结构或构件的作用力数值的变化来实 现低周反复加载的要求，与变形控制加载方法不同，变 形控制加载法可以直观的根据试验对象屈服位移的倍数 来研究结构的恢复特性。 ③荷载－变形双控制加载法 试验中先控制作用力后控制位移的加载方法，用荷载 控制法加载时，并不考虑实际位移是多少，由初始设定 的控制力值开始加载，逐级增加控制力，经过结构开裂 阶段后，一直加到试件屈服，再用位移控制加载，直到 结构破坏。
一、拟静力试验
2. 加载设备与加载反力装置 加载装置类型
③.梁柱节点 垂直水平力加于柱顶，梁 有纵向反复位移，但不可上 下移动。竖向荷载用千斤顶 在柱顶施加，属自平衡系统， 在反复水平力作用下其柱顶 上压力不随柱顶位移而改变， 从而能计入几何非线性的影 响。 为此，该装置可模拟实际框架结构节点的受力状态。但为了简 化，取相邻梁（或相邻柱）反弯点间距离为节点的梁长（柱高）， 这样节点试件的上下和左右杆端均可按铰接处理。
第六章 结构拟静力与拟动力试验
安徽工业大学建工学院
一、拟静力试验
1. 概述
拟静力试验，也称伪静力试验，低周反复荷载 试验，属于工程结构抗震试验；
基本原理：
用低周往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验， 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，用以模拟结构在地震作用下的受力过 程。
加载装置类型
①.以剪切变形为主的构件 试件上下对称，推拉千斤顶或作动器安装在试件的1/2高度上， 平行联杆机构的杠杆和L型杠杆均应有足够的刚度，连接铰应作 精密加工，尽可能减小间隙和摩阻力。
一、拟静力试验
2. 加载设备与加载反力装置 加载装置类型
②.以弯剪变形为主的构件
垂直荷载的施加宜采用仿重力荷载架，尽可能减小滚动摩擦 力对推力抵消作用。
（7）裂缝
一、拟静力试验
5. 数据分析
荷载－位移曲线的各级第一 循环的峰点（卸载顶点）连 接起来的包络线作为骨架曲 线
♦ 低周反复加载试验的结果通常由荷载－变形滞回曲线以及相
关参数描述，它们是研究结构抗震性能的基础数据；
♦ 骨架曲线在研究非线性地震反应时，反映了每次循环的荷载
－变形曲线达到最大峰点的轨迹及试验构件的开裂荷载、极 限荷载和延性特征；
当构件不具有明确的屈服点时（如轴力大的柱子）或干脆无屈服点时（如无筋砌体）， 往往由研究者主观制定一个认为恰当的位移值来控制试验加载。
一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 单向反复加载制度
① 变形控制加载法 变幅加载 根据控制位 移值规律的 不同 等幅加载
主要用于研究构件的强度退化和 刚度退化规律。 这种加载制度每加载一周后，都会 增加位移的幅值，当对一个构件的 性能不太了解，作为探索性的研究 或者在确定恢复力模型的时候，多 用变幅加载来研究构件的强度、变 形和耗能的性能。
变幅等幅混合加载
将变幅、等幅两种加载制度结合起来运用，可以综合地研究构件的性能，其中包 括等幅加载法的强度和刚度变化，以及变幅加载时，特别是大变形增长情况下强 度和耗能能力的变化，采用这种加载制度时，等幅部分的循环次数应随研究对象 和要求的不同而异，一般可选3～6次。
一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 单向反复加载制度
一、拟静力试验
3. 加载制度与加载方法 单向反复加载制度
♦ 单向反复加载制度有变形控制加载、荷载控制加载 以及荷载－变形双控制加载3种方法； ① 变形控制加载法 ♦目前在结构抗震恢复力特性试验中使用最为普遍和最 多的一种加载方法； ♦加载过程中以位移为控制值，以屈服位移的倍数作为 加载的控制值，这里位移的概念是广义的，它可以是 线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应的参量。
目的：
♦用静力方法研究地震作用下构件的受力和变形性能； ♦ 通过试验获得结构构件超过弹性极限后的荷载－变形工 作性能和破坏特征，用以比较和验证抗震构造措施的有 效性和确定结构的抗震极限承载能力的可靠性，进而为 建立数学模型进行结构抗震非线性计算机分析提供依据。
一、拟静力试验
2. 加载设备与加载反力装置
♦ 滞回环的形状随反复加载循环次数的增加而改变，对混凝
土结构来说，滞回环的形状可以反映钢筋的滑移或剪切变形 的扩展情况，其面积的缩小，标志着耗能能力的退化，因 此可根据滞回环的形状和面积来衡量和判断试验构件的耗 能能力和破坏机制； ♦ 进行结构抗震性能研究时，根据骨架曲线和滞回曲线，可从 结构的承载力、延性、退化以及能量耗散等方面进行综合分 析来评定结构的抗震性能。