结构试验-第二章 测试技术及相关仪器设备-1 载荷概论加载方式.pptVIP

电液伺服加载系统 特点与构成 （P29） 电液伺服液压系统是一种比较理想的试验设备，它可以较为精确地模拟所受的实际荷载（静力荷载与动力荷载），如模拟地震、海浪等复杂荷载。 特点：响应快，灵敏度高、量测和控制精度好、出力大、波形多、频带宽、可与计算机联机。投资大、维护费用高。 系统主要由液压源、控制系统和电液伺服液压加载器等三大部分组成。 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 电液伺服加载系统的基本工作原理 液压源 加载器 控制系统 P29 加载时，通过传感器（如荷载、位移、应变、加速度等传感器）量测某一物理量作为反馈信号，以电参量的方式实时与指令信号（试验要求控制达到的设定量）进行比较，从而自动修正电液伺服阀的工作状态，使液压加载器活塞的动作趋向于传感器量测的物理量并与指令信号相一致。因此，它可以精确模拟结构构件所承受的实际荷载。在结构抗震试验中的地震模拟振动台试验、结构拟动力试验和结构伪静力试验得到应用。 指令 伺 服放大器 电 液 伺服阀 液 压加载器 试验对象 传感器 适调器 计 算 机 控制系统 电液伺服阀 地震模拟振动台 P30 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 风洞 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 / 高层建筑风环境、风荷载试验 F14 模型试验 /wiki/wind_tunnel /encyclopedia/W/wind_tunnel.html 动力激振加载法 冲击力加载法： 1.初位移加载法 2. 初速度加载法 上述两者本质上是类似的。 离心加载法： P＝mω2r 可利用多个离心器产生组合效果的载荷。 电磁加载法 现场动力试验的激振方法 ：1人激振动加载法； 2. 人工爆破法 环境随机激振法 ＋ 频谱分析 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 其他加载方法 二、试验荷载及其设备 1. 试验载荷概论及各种常用的加载方法 2. 测量仪表的基本概念 3. 应力（应变）测量、位移测量、裂缝及其他变形测量、力的测量 4. 振动参数的测量 5. 数据采集系统 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 工程结构产生各种效应的原因统称为结构上的作用，包括直接作用和间接作用。 直接作用：指的是施加在结构上的集中力或分布力；主要指各种载荷的作用。可以分为静载和动载（本课程的主要研究对象） 间接作用：引起结构外加变形或约束变形的作用，例如温度的变化、混凝土的收缩或徐变、地基的变形、焊接变形和地震等 工程结构的主要功能就是承担直接作用。因此研究结构在直接作用下的工作性能是结构试验研究与分析的主要目的。 直接作用可以简单的分为: （1）静载；（2）动载 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 静载：指对结构或构件不引起加速度或加速度可忽略不计的荷载。 动载：使结构和构件产生不可忽略的加速度反映的荷载。 直接作用中通常起主导作用的是静载荷！ Ferrybridge Power station, Nov. 11, 1965. 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 加载类型的选择－－ (1)静载的适用范围 对于结构的强度、刚度、稳定等问题的研究性试验和鉴定性试验，通常只加短期作用的静载 注意事项：要确定载荷类型、加载位置、使用载荷值与破坏载荷值等问题。还需确定加载方法，以加载顺序图表示。 第四章 结构静载试验将详细讨论 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 常见静载试验举例 简支梁静力试验 比较上述两个试验的差异 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 加载类型的选择－－ (2)动载的适用范围 针对结构动力性能的研究则需要选择适当的动载 常见的动载的类型：机械振动，爆炸，风载荷，地震等。 研究结构疲劳性能：采用匀速脉动载荷，频率会影响材料的塑性形变和徐变，其选择受很多因素的影响： a 避免共振；b 加载设备的制约等 典型风洞试验 延伸阅读 （1）/wiki/Wind_tunnel （2）《建筑风洞试验指南》 反复荷载下承受较大剪力的梁柱节点试验 振动台试验（MTS） 延伸阅读： /download.asp 2.1 试验载荷概论及各种常用的加载方法 重物加载法：利用物体本身的重量施加在结构上作为载荷。 特点：荷载稳定，不会因结构变形而减小，不影响结构的自由变形，特别适用于作长期荷载和均布荷载试验。 实验室试验：常用标准铸铁砝码、混凝土块、水箱 现场试验：就地取材，常用砂、石、砖块等建筑材料，或是钢锭、铸铁、废构件等。 重物可以直接施加或者通过杠杆间接施加于试验结构或构件上。 重物直接加载 用块状材料做均布加载装置 1.重物 2.试件 3. 支座