优选结构动力特性试验Ppt
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1.1动载试验研究内容
3.结构动力反应的试验测定
内容： ⑴测定结构特定部位的动参数 ⑵测定结构的振动变位图 ⑶测定结构的动力系数 ⑷强震观测
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构特定部位的动参数
测定特定结构、特定振源情况下的振动分布情况
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构的振动变位图
变位图：结构在特定荷载作用下的变形曲线。
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构的动力系数
▪ 动力系数：动挠度与静挠度的比值
yd yj
§1结构动载试验概述
强震观测
地震发生时，用仪器观测地面运动的过程。
结构物在强震过程中的振动过程的记录
基本任务
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
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
4.结构疲劳试验
➢疲劳：结构物或构件在重复荷载作用下，达到破坏时 的应力比其静力强度要低得多。这种现象称为疲劳。 ➢目的：研究结构在重复荷载作用下的性能及其变化规律。
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验项目
（1）鉴定性试验
①抗裂性及开裂荷载
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.2动载试验的加载方法和设备
1.惯性力加载
（1）冲击力加载 ➢初位移加载法 ➢初速度加载法 ➢反冲激振法
§1结构动载试验概述
初位移加载法(张拉突卸法)
优点：结构自振时荷载不附加在结构上。 缺点：由于加载作用点的偏差而使结构在另一
平面内同时振动产生干扰。
§1结构动载试验概述
特点：
1.造成结构振动的动荷载是随时间而改变的 2.加载周期≤结构自振周期 3.结构在动载作用下的反应与结构本身的动力特性密切相
关
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
1.动载特性的试验测定
➢内容
A.探测主振源 方法：a.逐台开动振源 b.分析实测振动波形 c.分析结构振动频率
须设置强震仪3台。
杨浦大桥和金茂大厦等十几个重要建筑物上都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。
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，这些井群可以测量到不
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验的控制次数
▪ 经受所确定控制次数的疲劳荷载作用后，其抗裂性、 刚度、强度等必须满足规范中有关规定。 中级工作制吊车梁：2Χ106 次 重级工作制吊车梁：4Χ106 次
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验步骤
（1）预加静载 消除松动及接触不良，压牢构件，使测试仪表工作正常
（2）正式疲劳试验
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试件的安装
（1）严格对中 （2）保持平稳 （3）安全防护
➢ 现行的疲劳试验都是采取试验室常幅疲劳试验方法。 即疲劳强度是以一定的最小值和最大值重复荷载试验 结果而确定。实际上结构构件是任意变化的重复荷载 作用，随着测试技术的不断进步，常幅疲劳试验将为 结合实际情况的变幅疲劳试验所代替。
②裂缝宽度及发展
③最大挠度及其变化幅度
④疲劳强度
（2）科研性疲劳试验
①各阶段截面应力分布状况，中和轴变化规律
Baidu Nhomakorabea
②抗裂性及开裂荷载
③裂缝宽度、长度、间距及发展
④最大挠度及其变化规律
⑤疲劳强度的确定
⑥破坏特征分析
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验荷载取值
上限荷载：最大标准荷载最不利组合下产生的弯距计算 下限荷载：根据疲劳试验设备的要求而定。 国内多采用等幅匀速荷载：
优选结构动力特性试验
现代结构试验方法
动载试验
通过试验的方法对结构振动进行分析研究。
➢振动问题 研究手段
⒈理论分析 ⒉实验研究 内容
⑴为抗震设计提供依据 ⑵生产中产生的振动对厂房结构的影响 ⑶高层、高耸结构的风振问题 ⑷防震、隔震、消震措施的研究 ⑸抗爆
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
动载试验
初速度加载法（突加荷载法）
§1结构动载试验概述
反冲激振法（火箭激振）
一般装在建筑物顶部；质心的轴线上； 进行扭振试验； 多振型测量（布置多个） 反冲力：0.1～0.8kN，1～8kN 共8种；
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.2动载试验的加载方法和设备
1.惯性力加载
（2）离心力加载 ➢根据旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载。 ➢特点:运动具有周期性，作用的大小和频率按一定规律变化， 使结构产生强迫振动。
同深度接收到的不同地震波的强度。
强震观测
中华人民共和国防震减灾法
要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观 测设备。
一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据， 及时掌握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况；
二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防 设计；
三是通过已形成的观测网络的强震动观测，可以快速掌握地 震烈度分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。
强震观测
《地震安全性评价管理条例》国务院令 四大工程须进行地震安全性评价。
国家重大建设工程 受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或者强腐蚀性
物质大量泄露或者其他严重次生灾害的建设工程，包括水库大 坝、堤防和贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒或者强腐蚀性物 质的设施以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程 受地震破坏后可能引发放射性污染的核电站和核设施建设工程 省、区、市认为对本区域有重大价值或者有重大影响
B.作用力的大小、方向、频率、作用规律 方法：a.直接测定法 b.间接测定法 c.比较测定法
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
2.结构动力特性的试验测定
内容：结构的自振频率、阻尼系数、振型 影响因素：结构形式、质量分布、结构刚度、
材料性质、构造因素
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢疲劳试验荷载速度
▪ 荷载频率影响材料的塑性变形和徐变，频率过高对试 验设施有影响
▪ 使构件在试验时实际工作时受力状态一致， ▪ 构件与荷载架不能发生共振 荷载频率θ与结构固有频率ω之比应满足：
0.5或 1.3
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
3.结构动力反应的试验测定
内容： ⑴测定结构特定部位的动参数 ⑵测定结构的振动变位图 ⑶测定结构的动力系数 ⑷强震观测
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构特定部位的动参数
测定特定结构、特定振源情况下的振动分布情况
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构的振动变位图
变位图：结构在特定荷载作用下的变形曲线。
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
测定结构的动力系数
▪ 动力系数：动挠度与静挠度的比值
yd yj
§1结构动载试验概述
强震观测
地震发生时，用仪器观测地面运动的过程。
结构物在强震过程中的振动过程的记录
基本任务
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
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
4.结构疲劳试验
➢疲劳：结构物或构件在重复荷载作用下，达到破坏时 的应力比其静力强度要低得多。这种现象称为疲劳。 ➢目的：研究结构在重复荷载作用下的性能及其变化规律。
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验项目
（1）鉴定性试验
①抗裂性及开裂荷载
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.2动载试验的加载方法和设备
1.惯性力加载
（1）冲击力加载 ➢初位移加载法 ➢初速度加载法 ➢反冲激振法
§1结构动载试验概述
初位移加载法(张拉突卸法)
优点：结构自振时荷载不附加在结构上。 缺点：由于加载作用点的偏差而使结构在另一
平面内同时振动产生干扰。
§1结构动载试验概述
特点：
1.造成结构振动的动荷载是随时间而改变的 2.加载周期≤结构自振周期 3.结构在动载作用下的反应与结构本身的动力特性密切相
关
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
1.动载特性的试验测定
➢内容
A.探测主振源 方法：a.逐台开动振源 b.分析实测振动波形 c.分析结构振动频率
须设置强震仪3台。
杨浦大桥和金茂大厦等十几个重要建筑物上都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。
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，这些井群可以测量到不
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验的控制次数
▪ 经受所确定控制次数的疲劳荷载作用后，其抗裂性、 刚度、强度等必须满足规范中有关规定。 中级工作制吊车梁：2Χ106 次 重级工作制吊车梁：4Χ106 次
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验步骤
（1）预加静载 消除松动及接触不良，压牢构件，使测试仪表工作正常
（2）正式疲劳试验
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试件的安装
（1）严格对中 （2）保持平稳 （3）安全防护
➢ 现行的疲劳试验都是采取试验室常幅疲劳试验方法。 即疲劳强度是以一定的最小值和最大值重复荷载试验 结果而确定。实际上结构构件是任意变化的重复荷载 作用，随着测试技术的不断进步，常幅疲劳试验将为 结合实际情况的变幅疲劳试验所代替。
②裂缝宽度及发展
③最大挠度及其变化幅度
④疲劳强度
（2）科研性疲劳试验
①各阶段截面应力分布状况，中和轴变化规律
Baidu Nhomakorabea
②抗裂性及开裂荷载
③裂缝宽度、长度、间距及发展
④最大挠度及其变化规律
⑤疲劳强度的确定
⑥破坏特征分析
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢ 疲劳试验荷载取值
上限荷载：最大标准荷载最不利组合下产生的弯距计算 下限荷载：根据疲劳试验设备的要求而定。 国内多采用等幅匀速荷载：
优选结构动力特性试验
现代结构试验方法
动载试验
通过试验的方法对结构振动进行分析研究。
➢振动问题 研究手段
⒈理论分析 ⒉实验研究 内容
⑴为抗震设计提供依据 ⑵生产中产生的振动对厂房结构的影响 ⑶高层、高耸结构的风振问题 ⑷防震、隔震、消震措施的研究 ⑸抗爆
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
动载试验
初速度加载法（突加荷载法）
§1结构动载试验概述
反冲激振法（火箭激振）
一般装在建筑物顶部；质心的轴线上； 进行扭振试验； 多振型测量（布置多个） 反冲力：0.1～0.8kN，1～8kN 共8种；
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.2动载试验的加载方法和设备
1.惯性力加载
（2）离心力加载 ➢根据旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载。 ➢特点:运动具有周期性，作用的大小和频率按一定规律变化， 使结构产生强迫振动。
同深度接收到的不同地震波的强度。
强震观测
中华人民共和国防震减灾法
要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观 测设备。
一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据， 及时掌握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况；
二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防 设计；
三是通过已形成的观测网络的强震动观测，可以快速掌握地 震烈度分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。
强震观测
《地震安全性评价管理条例》国务院令 四大工程须进行地震安全性评价。
国家重大建设工程 受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或者强腐蚀性
物质大量泄露或者其他严重次生灾害的建设工程，包括水库大 坝、堤防和贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒或者强腐蚀性物 质的设施以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程 受地震破坏后可能引发放射性污染的核电站和核设施建设工程 省、区、市认为对本区域有重大价值或者有重大影响
B.作用力的大小、方向、频率、作用规律 方法：a.直接测定法 b.间接测定法 c.比较测定法
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
1.1动载试验研究内容
2.结构动力特性的试验测定
内容：结构的自振频率、阻尼系数、振型 影响因素：结构形式、质量分布、结构刚度、
材料性质、构造因素
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法
结构疲劳试验
➢疲劳试验荷载速度
▪ 荷载频率影响材料的塑性变形和徐变，频率过高对试 验设施有影响
▪ 使构件在试验时实际工作时受力状态一致， ▪ 构件与荷载架不能发生共振 荷载频率θ与结构固有频率ω之比应满足：
0.5或 1.3
§1结构动载试验概述
现代结构试验方法