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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-φ方程、M-φ 方程表示 γRE系数的引入。 -Pu ? 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 βK βK Δy Δu P cr 0 -Δcr -Δy -Δu -Δult -Pult Δult Δ K Δcr 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 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。 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 Δy=屈服位移 P Pcr 变形控制 1Δy 2Δy 3Δy 4Δy Pcr 荷载控制 P 0.75P γ 0.75P γ 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