建筑结构抗震试验方法 11次课34PPT.pptVIP

1 土木工程学院 结构实验技术 田石柱 教授 2 §2.7 建筑结构抗震试验方法 地震造成的灾害是极其严重的: 1976年唐山地震；1985年墨西哥城地震 1995年阪神地震；1999年台湾地震 　2008年汶川地震等 　　为了减少人员伤亡和经济损失，提高建筑物的抗震能力，确保人民生命和财产不受损失，需要进行抗震理论的研究。 3 §2.7 建筑结构抗震试验方法 　　由于地震机制和结构抗震性能的复杂性，凭理论分析的手段很难把握结构在地震作用下的性能、反应过程和破坏机理，经常是理论分析与实际地震作用下结构的反应、破坏现象差别较大。 4 §2.7 建筑结构抗震试验方法 　　这样人们不得不寻求试验的方法以解决理论分析的不足。特别是对于大型复杂结构、超出抗震设计规范规定的结构和新型结构体系，必须进行必要的抗震试验以补充理论分析的不足，这样抗震研究的一个主要研究方向是抗震试验方法的研究。 5 §2.8 建筑结构抗震试验方法 目前，结构抗震试验方法主要分三种： 1．伪(拟）静力试验方法或低周反复加载静力试验(Quasi Static Test) 2．地震模拟振动台试验方法（Shaking Table Test） 3．伪（拟）动力试验方法或计算联机试验(Pseudo Dynamic Test)。 6 §2.8 建筑结构抗震试验方法 一、伪静力试验 　　50年代后期开始，由于非线性地震反应研究工作的开展，结构和构件的恢复力特性试验开始引起人们注意。到60～70年代就不单是为了地震反应计算而研究结构或构件的恢复力模型，进而要求从能量耗散的角度进行模拟地震作用的滞回特性试验，以此探求结构的抗震性能。 8 　　应用该试验方法可以最大限度地利用试件提供的各种信息，例如：承载力、刚度、变形能力、耗能能力和损伤特征等。拟静力试验的根本目的是对结构在荷载作用下的基本性能进行深入的研究，进而建立恢复力模型和承载力计算公式，探讨结构的破坏机制，并改进结构的抗震构造措施。 9 2．试验设备与加载装置 　　拟静力试验常用设备：加载设备、反力墙、试验台座、荷载架等，其中加载设备种类较多，过去主要采用双向机械式千斤顶或液压千斤顶进行试验加载。由于这类加载设备主要是手动加载，自动化程度不高，加载过程不易控制，往往造成数据测量不稳定、不准确，试验结果分析困难。 10 2．试验设备与加载装置 　　近年来随着经济的发展和科学技术水平的不断提高，结构加载设备有了质的改变，目前许多结构试验室主要采用电液伺服加载系统进行结构的拟静力试验加载，并采用计算机进行试验控制和数据采集。 11 建议的几种试验加载装置 《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96) 　 12 13 典型的拟静力试验加载系统 14 3 单向反复加载制度 　　目前国内外较为普遍采用的单向(一维)反复加载制度主要有三种： 位移控制加载 力控制加载 力—位移混合控制加载 15 (1) 位移控制加载 　　位移控制加载是在加载过程中以位移作为控制值或以屈服位移的倍数作为控制值，按一定的位移增幅进行循环加载。当试件具有明确屈服点时，一般都以屈服位移的倍数为控制值。当试件不具有明确的屈服点时(如轴压比较大的柱)或无屈服点时(如无筋砌体)，则由研究者根据已有专业知识主观规定一个认为合适的位移标准值来控制试验加载。 16 　　在位移控制加载中，根据位移控制的幅值不同，又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载。 17 变幅位移控制加载： 　　多用于研究构件的恢复力特性，并建立其恢复力模型。一般，每一级位移幅值下循环二～三次，则由试验测得的滞回曲线可以建立构件的恢复力模型。 等幅位移控制加载： 　　主要用于确定构件在特定位移幅值下的特定性能，例如极限滞回耗能、强度降低率和刚度退化规律等。 18 混合位移控制加载： 　　可以综合地研究构件的性能，其中包括等幅部分的强度和刚度变化，以及在变幅部分、特别是大变形增长情况下强度和耗能力的变化。 　　在上述三种位移控制加载制度中。以变幅等幅混合加载方案使用得最多。 19 (2) 力控制加载 　　力控制加载是在加载过程中，以力作为控制值，按一定的力幅值进行循环加载。因为试件屈服后难以控制加载的力，所以这种加载制度较少单独使用。 20 (3) 力—位移混合控制加载 　　这种加载制度是先以力控制进行加载，当试件达到屈服状态时改用位移控制，一直至试件破坏。 21 《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96)规定： 　　试件屈服前，应采用载荷控制并分级加载，接近开裂和屈服荷载前宜减少级差加载；试件屈服后应采用变形控制，变形值应取屈服时试件的最大位移值，并以该位移的倍数为级差进行控制加载；施加反复荷载的次数应根据试验目的确定，屈服前每级荷载可反复一次，屈服以后宜反复三