建筑结构试验第7章结构抗震试验讲义.pptVIP

第7章 结构抗震试验 主要内容: ?? 7.1 概述 ?? 7.2 结构低周反复加载静力试验 ?? 7.3 拟动力试验（计算机－加载器联机试验） 7.4 振动台试验 7.1 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 7.1 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-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。 7.2 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） 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.1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。 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.1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。 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.1单向反复加载制度 等幅加载制度 变幅加载制度 变幅等幅混合加载制度 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.1单向反复加载制度 2、控制荷载加载法： 是通过控制施加于结构或构件的作用力数值变化来实现的。 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.1单向反复加载制度 3、控制荷载和控制位移加载法： 我国规范规定的加载制度 7.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 7.2.2 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 7.2 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。 7.2.1 砖石及砌体结构抗震性能试验 主要研究砌体结构的破坏机制、抗震性能及设计方法等。 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.1 砖石及砌体结构抗震性能试验 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。 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.1 砖石及砌体结构抗震性能试验 连杆 竖向荷载支架 竖向荷载加载器 Γ形钢架 荷载传感器 抗侧力支架 抗弯大梁 双向作用加载器 试件 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.1 砖石及砌体结构抗震性能试验 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。 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.2 钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能试验 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 节点核心区 混凝土斜压杆 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。 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.2 钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能试验 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-Δ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 7.2 结构低周反复加载静力试验 7.2.2 钢筋混凝土框架 梁柱节点组合体的结构 抗震性能试验 2、试验装置和 加载设计 3、试验观测项目 的测点布置 7.3 计算