第三章工程结构试验加载方法与荷载设备.pptVIP

第三章 工程结构试验加载方法与设施 概述 重力加载法 液压加载法 惯性力加载法 机械力加载法 气压加载法 电磁加载法 人工振动加载法 环境随机振动激振法 支座和荷载支承设备 冲击力加载--反冲激振法 反冲激振法（也称火箭激振）利用反冲激振器燃烧室内高压气体高速喷出所产生的反冲力对结构激振。适用于现场对结构实物进行试验。 反冲激振器结构 P=WSv/g P-反冲力 WS-每秒气体喷出量 v-喷口处气体速度 单个反冲激振器一般布置在建筑物顶部。多个反冲激振器可沿结构不同高度布置 离心力加载 离心力加载是利用旋转质量所产生的离心力对结构施加简谐振动荷载。其特点是运动具有周期性，作用力的大小和频率具有规律性。 使用时将激振器底座固定在被测结构物上，由底座把激振力传递给结构，因此要求底座有足够的刚度，以保证激振力的传递效率。 激振力等于各旋转质量离心力的合力。改变离心质量或电机转速，可调整激振力的大小。 直线位移惯性力加载 直线位移惯性力加载系统，是采用电液伺服系统，通过电液伺服阀控制固定在结构上的双作用液压加载器带动质量块作水平直线往复运动而产生惯性力，从而激起结构振动。 改变往复运动的频率和质量块的质量，可改变激振力的大小。 适用于现场结构动力加载。低频性能较好，可产生较大的激振力，适用于1Hz以下的激振。 * * 概 述 作用于工程结构上的荷载种类很多。直接作用荷载有：自重，活荷载等楼层荷载，设备、车辆振动荷载，海浪冲击荷载，地震、爆炸荷载等；间接作用荷载有：温度、收缩、支座沉降等。 按作用范围有：分布荷载、集中荷载；按作用时间长短有：短期荷载、长期荷载；按作用效应有：静力荷载、动力荷载。 除极少数工程结构试验是实测工程结构在实际受力工作状态下的结构反应，绝大多数工程结构试验都是模拟工程结构在实际受力工作状态下的结构反应，因此必须对试验对象施加荷载。 试验荷载的形式、大小以及加载方式等需要根据具体试验目的来确定。 正确的荷载设计和选择合适的加载方法与荷载设备是保证整个试验工作顺利进行的关键之一。 选择试验荷载和加载方法应满足： 试验的荷载图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值（即荷载效应）相一致或极为接近（等效）。 荷载传力方式和作用点应明确，产生的荷载数值要稳定（特别是静力荷载）。 荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强度储备。 加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还要满足刚度要求，即还必须按变形条件来控制加载装置的设计，以防止对试件产生卸荷作用而减轻了结构实际承担的荷载。 加载设备要操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适应同步加载或先后加载的不同要求； 试验加载方法要力求采用现代化先进技术，减轻体力劳动，提高试验质量。 重力加载法 重力加载就是利用物体本身的重量加于试验对象上作为荷载。 重力直接加载方法 杠杆加载方法 液压加载法 液压加载就是使用液压加载器（千斤顶）对试验对象产生荷载。 液压加载法是目前工程结构试验中比较普遍采用而且较为理想的一种加载方法。 最大优点是利用油压使液压加载器产生较大的荷载，试验操作安全方便。尤其适合大型结构构件试验对荷载点数多、吨位大的要求。 基于液压加载的电液伺服系统，可模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载，使结构动力试验中的动力加载技术发展到了一个新的高度。 液压加载器（千斤顶） 液压加载器（俗称千斤顶）是液压加载设备中的一个主要部件。 液压加载器的工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。 荷载值由油压表示值和加载器活塞受压底面积求得，也可由液压加载器与荷载承力架之间所置的测力计直接测读；或用传感器将信号输给电子秤显示或由记录器直接记录。 结构试验中常用的液压加载器有普通工业用的手动液压加载器，有专门为结构试验设计的单向作用及双向作用的液压加载器。 液压加载器（千斤顶） 普通工业用手动液压加载器 单向作用液压加载器 双向作用液压加载器 液压加载系统 液压加载系统主要是由储油箱、高压油泵、液压加载器、测力装置和各类阀门组成的操纵台通过高压油管连接组成。 当使用液压加载系统进行加载时还必须配置支承系统，作为平衡力系。 大型结构试验机 大型结构试验机本身就是一种比较完善的液压加载系统。 是结构试验室内进行大型结构试验的一种专门设备。如结构长柱试验机，用以进行柱、墙板、砌体、节点与梁的受压与受弯试验。 其构造和原理与一般材料试验机相同，由液压操纵台、大吨位的液压加载器和试验机架三部分组成。 结构长柱试验机 电液伺服液压系统 50年代中期，电液伺服液压系统开始应用于材料试验，是材料试验机技术的一个重大进展。 电液伺服液压系统能较为精确地模拟试件所受