建筑结构试验综述

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/04/10,建筑结构试验,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/04/10,建筑结构试验,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/04/10,建筑结构试验,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/04/10,建筑结构试验,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/04/10,建筑结构试验,*,第,五,章,结构低周反复加载静力试验,2016/04/10,建筑结构试验,1,主要内容,6.1,概述,6.2,结构低周反复加载静力试验的加载制度,6.3,结构低周反复加载静力试验,6.4,计算机加载器联机试验,2016/04/10,建筑结构试验,2,6.1,概述,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,2016/04/10,建筑结构试验,3,6.1,概述,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-方程、M-,方程表示,RE,系数的引入。,-P,u,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,一般情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全，,-,P,cr,-,P,y,P,y,P,P,u,K,K,y,u,P,cr,0,-,c,r,-,y,-,u,-,ult,-P,ult,ult,K,c,r,P,ult,2016/04/10,建筑结构试验,4,6.2,结构低周反复加载静力试验的加载制度,真实地震的位移时程曲线（多为加速度时程曲线）,（一）单向反复加载制度,常用的三种加载方法,控制位移加载法；控制荷载加载法；控制荷载和,位移混合加载法。,2016/04/10,建筑结构试验,5,（一）单向反复加载制度,1、控制位移加载法,常以屈服位移或最大层间位移的某一百分比来控制,加载,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）。,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）。,变幅等幅混合加载：研究内容广，常用于综合性研,究。,2016/04/10,建筑结构试验,6,变幅等幅混合加载制度,续,变幅加载制度,等幅加载制度,2016/04/10,建筑结构试验,7,（一）单向反复加载制度,2、控制荷载加载法,3、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,N,y,=,屈服位移,P,P,cr,变形控制,1,y,2,y,3,y,4,y,P,cr,荷载控制,P,0.75,P,0.75,P,预加载,2016/04/10,建筑结构试验,8,（二）双向反复加载制度,用于研究地震作用下空间结构的抗震性能,实际结构受力情况,结构计算模拟的选取,1、,X、Y轴双向同步加载,2、,X、Y轴双向非同步（异步）加载,2016/04/10,建筑结构试验,9,6.3,结构低周反复加载静力试验,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。,（一）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。,2016/04/10,建筑结构试验,10,（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）,1、试件和边界条件的模拟：符合实际结构受力图式。,2、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。,2016/04/10,建筑结构试验,11,日本建研式低周反复加载装置,续,2016/04/10,建筑结构试验,12,（一）砖石及砌块结构抗震性能研究（续）,3、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,2016/04/10,建筑结构试验,13,（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能,试验,框架节点复杂的受力特征（水平荷载下）：以抗剪,为主。,强节点弱构件,强剪弱弯,强柱弱梁,梁纵筋屈服,内渗,滑,移导致节点转动,（作为支座位移）,下柱塑性铰，下柱,固定，反弯点法。,混凝土斜压杆,节点核心区,2016/04/10,建筑结构试验,14,建筑结构试验,（二）钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能,试验,1、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-,效应,X,形试件：梁有轴力、柱轴力可变。,研究柱端塑性铰,研究梁端塑性铰,和核心区抗剪,2016/04/10,15,建筑结构试验,2、试验装置和加载设计,3、试验观测项目的测点布置（教材P149-150）,2016/04/10,建筑结构试验,16,6.4,计算机加载器联机试验,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）。,通过计算机分步求解结构,非线性地震反应微分方程,2016/04/10,17,建筑结构试验,6.4,计算机加载器联机试验,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。,2016/04/10,建筑结构试验,18,6.4,计算机加载器联机试验,2、伪动力试验的特点,优点：,适用于复杂结构的非线性地震反应分析，试验结,果比较准确；,可以缓慢再现结构地震反应，便于观测；,可进行真型或大比例尺的结构在确定性地震下的,试验研究。,2016/04/10,建筑结构试验,19,6.4,计算机加载器联机试验,2、伪动力试验的特点,缺点：,不能实时再现真实地震反应，不能进行材料特性与时间,有关的结构试验；,结构实际反应所产生的惯性力用加载器的荷载来代替，,因此仅适用于离散质量分布的结构；,计算机系统除进行运动方程的数值积分外，还需要准确,控制加载器，精度方面很难实现；,试验设备庞大，分析系统复杂，试验费用高。,2016/04/10,建筑结构试验,20,6.4,计算机加载器联机试验（续）,子结构的伪动力试验：,国际发展新趋势，很有发展前途；,可进行大型结构的真型试验；,边界条件很难准确模拟。,七层钢筋混凝土框架足尺结构的伪动力试验（教材,P156-159）,2016/04/10,建筑结构试验,21,2016/04/10,建筑结构试验,22,谢谢各位同学！,