第2章(续)相似条件,试验举例.pptVIP

第二章 周期性结构抗震静力试验(续)　 第一节 结构抗震试验试件类型 第二节 加载设备和装置 第三节 试验加载制度 第四节 结构抗震模型试验的相似条件 第五节 伪静力试验的一个实例 第四节 结构抗震模型试验的相似条件 一、结构抗震静力试验模型 需满足： 1、物理条件相似—模型与原型的相应各点 应力和应变关系相同。 2、几何条件相似—模型与原型各相应部分 长度互成比例。 3、边界条件相似—模型与原型在与外界接 触的区域内的各种条件保持相似。 支承的约束条件相似—可通过结构构造来保证。如：原型固定端，模型相应也应成固端。 边界条件相似—通常指力的边界条件。如：集中力Ｐ，线荷载Ｗ，面荷载ｑ，弯矩Ｍ。 举例说明：一根钢筋砼柱模型设计 　 原型：下端固定，截面：450×450mm 　反弯点至固端的高1500mm，砼Ｃ30, Ⅱ级钢筋，钢筋直径Φ30，共８根，箍筋Φ12，间距180mm，轴压比0.7，按1/3缩尺进行设计，进行低周反复荷载试验。 箍筋Φ4，间距60ｍｍ 纵筋Φ10，共８根 EI基础 》EI柱 几何缩尺：1/3 砼材料：C30细石砼 砼应力：1 砼应变：1 钢筋：Ⅱ级钢 模型/原型： 钢筋应力：　　1 钢筋应变：　　1 钢筋弹性模量：1 线位移：　　　1/3 角位移：　　　1 钢筋面积：　（1/3） 模型/原型： 原型轴力： N原= 450×450×15×0.7 = 2126ＫＮ 模型轴力： N模=？ 确定原则：应力相等 力=应力×面积=1×（1/3） N模= （1/3）× N原=1/9×2126KN=236KN 集中力：　P模=1/9× P原 模型/原型： 线荷载：1/3 量刚分析： 线荷载量刚＝力/长度=（1/9）/（1/3）=1/3 面荷载：1 原则:应力相等 模型/原型： 力矩： M模=（1/3）M原 量刚分析： 力矩量刚=力 ×长度 　　　= （1/3）×（1/3）= （1/3） M模=P模×h模 M原= P原×h原 模型/原型： 刚度： 刚度量刚＝力/长度 　　　　＝ （1/3）/（1/3）=1/3 质量密度： 质量密度量刚＝力/长度 　　　　　　=（1/3）/ （1/3）=3 时间相似系数： 第五节 伪静力试验的一个实例 1、原型结构 七层异型柱框架的一榀中框架 柱肢厚150mm，高600mm， 梁尺寸：高450mm，宽150mm 两跨，每跨4800mm 层高，底层3600mm，其它2700mm 截面配筋：Φ20，Φ14两种为主 取底部三层进行试验 2、模型设计 尺寸、钢筋、应变片、附加质量块（等应力）、上部垂直荷载、楼板作用 3、加载方案 4、加载过程 （1）正式加载前，应先进行预加反复荷载二次，混凝土结构预加载值不宜超过开裂荷载计算值的30% （2）先施加试体预计开裂荷载的40%～60% 并重复2～3次，再逐步加至100%开裂 荷载，时刻关注开裂荷载实测值 （3）试验过程中，应保持反复加载的连续性和均匀性，加载或卸载的速度宜一致 （4）当进行承载能力和破坏特征试验时，应加载至试体极限荷载下降段，对砼结构应控制到最大荷载下降至85% （5）拟静力试验的加载应采用荷载—变形双控制的方法 （6）试体屈服前，应采用荷载控制并分级加载，接近开裂和屈服荷载前宜减小级差进行加载 （7）试体屈服后应采用变形控制，变形值应取屈服时试体的最大位移值，并以该位移值的倍数为级差进行控制加载（1倍、2倍、3倍…） （8）施加反复荷载的次数应根据试验目的确定，屈服前每级荷载反复一次，屈服以后宜反复三次。当进行刚度退化试验时，反复次数不宜少于五次 （9）对多层结构的水平加载可按倒三角分布，水平荷载宜通过各层楼板施加 5、试验数据的处理 （1）开裂荷载及变形应取试体受拉区出现第一条裂缝时（肉眼首次观察到）相应的荷载和相应变形（预测部位很重要），或P—Δ曲线刚度有变化。 （2）对钢筋屈服的试体，屈服荷载及变形应取受拉区主筋达到屈服应变时相应的荷载和变形（材料试验在先） （3）试体承受的最大荷载（极限荷载）和变形应取试体受荷载最大时的相应荷载和变形。 （4）破坏荷载及相应变形应取试体最大荷载出现之后，随变形增加而荷载下降到最大荷载85%时的相应荷载和变形。 （5）砼试件骨架曲线应取荷载变形曲线的各加载级第一循环的峰点所连成的包络线。 （6）试体的刚度可用割线刚度来表示，割线刚度Ki应按下式计算： 式中：Fi—第i次峰点荷载值 Xi—第i次峰点位移值 （7）试体的延性系数，应根据