结构低周反复加载静力试验.ppt

*第6章

结构低周反复加载静力试验

概述结构低周反复加载静力试验的加载制度结构低周反复加载静力试验计算机－加载器联机试验建筑结构抗震设计的基本概念：抗震延性的保证，包括抗震设计计算和抗震构造措施两部分。三个水准的抗震要求，二阶段的抗震验算。结构抗震性能研究的主要内容：地震荷载作用下结构的破坏机制、破坏形态、延性、耗能、强度等。结构抗震性能研究的主要试验手段：?伪静力试验?伪动力试验?振动台试验一般情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全，γRE系数的引入。结构低周反复加载静力试验的主要研究内容恢复力模型：相当于结构的物理方程，常用M-N-φ方程、M-φ方程表示抗震性能判定：强度、刚度、变形、延性、耗能等破坏机制研究：为抗震设计提供方法和依据（一）单向反复加载制度常用的三种加载方法①控制位移加载法；②控制荷载加载法；③控制荷载和位移混合加载法。真实地震的位移时程曲线（多为加速度时程曲线）常以屈服位移或最大层间位移的某一百分比来控制加载1等幅加载：用于研究强度退化和刚度退化（规范规定不少于5次）。3变幅加载：常作为探索性试验研究用（我国规范规定同一级荷载下重复三次）。2变幅等幅混合加载：研究内容广，常用于综合性研究。4控制位移加载法变幅等幅混合加载制度变幅加载制度等幅加载制度控制荷载加载法（教材P138）控制荷载和控制位移的混合加载法我国规范规定的加载制度实际结构受力情况结构计算模拟的选取用于研究地震作用下空间结构的抗震性能X、Y轴双向同步加载X、Y轴双向非同步（异步）加载12伪静力试验的特点：试验装置及加载设备简单、观测方便，但加载制度是人为确定的，与真实情况差异较大，且不能考虑应变速度及阻尼的影响，试验值偏低。砖石及砌块结构抗震性能研究主要研究砌体结构的破坏机制、抗震性能及设计方法等。试件和边界条件的模拟：符合实际结构受力图式。试验装置和加载设计墙体顶部能自由平移，避免竖向荷载产生水平约束。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。日本建研式低周反复加载装置试验观测项目与测点布置裂缝及初裂荷载：初裂荷载的判定（目测、应变片、曲线拐点）破坏荷载墙体位移和荷载变形曲线：消除支座位移影响、平面外偏心影响应变测量：由于墙体（砖、砂浆）由两种材料组成，具有不均匀性，用大标距的电阻应变片或机械引伸仪测量，或大标距的位移计等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。试验装置和加载设计试验观测项目的测点布置（教材P149-150）即为伪（拟）动力试验，其实质就是按照某种确定性的地震反应进行加载。而由于结构的恢复力模型未知，运动方程无法求解，故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测的结构恢复力模型，然后可完成整个试验加载过程。加载设备可利用伪静力试验设备，但必须可联机控制加载，即计算机控制的电液伺服加载系统（包含数个作动器，即加载器）。伪动力试验设备由电液伺服加载器和计算机两部分组成计算机：利用分步试验结果，求解动力方程。根据某一时刻的地面运动加速度计算结构位移，并以此控制加载系统。加载系统：完成伺服加载过程。在计算机系统中输入某一确定性的地震地面运动加速度（按时间分段）；1按位移控制加载系统对结构加载；3重复上述步骤②-④，直到完成整个加载过程。5由计算机按输入的第几步的地面运动加速度，求解第n+1步位移；2测量结构的恢复力；4伪动力试验的工作流程