结构实验技术_地震模拟振动台试验2
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地震模拟振动台系统操作说明与实验数据分析详解
10
地震模拟振动台简介（SVT Introduction）
发展过程 （Development process）
地震模拟振动台的发展始于六十年代末期，是在野外强震
试验不能满足研究需要；
主要有三个方面特征：
1、波形 2、振动方向 3、控制方式
此外，日本最早开展研究，具有世界最大规模的地震台；
中国研制开发地震模拟振动台始于七十年代末期，虽有取 得一定成功，但未形成规模；美欧等国在伺服控制技术具 有领先优势。
9
地震模拟试验室构成(Composition of Lab)
地震模拟振动台是一项综合有土建、机械、液压、电子、 计算机技术、控制技术和振动量测技术的系统工程。 要建成地震模拟振动台，必须还要有配套的试验室，包括： 1． 安装地震模拟振动台主体的基础； 2． 放置地震模拟振动台和基础的试验大厅； 3． 试验大厅中配备有安装及运送试件的起重设备； 4． 有控制室，放置地震模拟振动台控制系统； 5． 安装液压源的油源室； 6． 放置量测仪器和进行数据处理室； 7． 强电配电室，主要供液压源用电； 8． 供液压源冷却的水供应系统，包括供水池、冷却塔等。
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目 前正在调试
部分控制自制
三参
工作频率高，
量反 Schenck 正准备升级控
馈
制
三参
部分部件由国
量反 MTS 内红山厂配
馈
套，运行良好
共用油源， 位移 Schenck Schenck作动
器，其余自制
自制
红山
设备开发能力 强，全套国产
MTS 另有2*6m滑台
Seismic testing study
地震模拟振动台简介（SVT Introduction）
发展过程 （Development process）
地震模拟振动台的发展始于六十年代末期，是在野外强震
试验不能满足研究需要；
主要有三个方面特征：
1、波形 2、振动方向 3、控制方式
此外，日本最早开展研究，具有世界最大规模的地震台；
中国研制开发地震模拟振动台始于七十年代末期，虽有取 得一定成功，但未形成规模；美欧等国在伺服控制技术具 有领先优势。
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地震模拟试验室构成(Composition of Lab)
地震模拟振动台是一项综合有土建、机械、液压、电子、 计算机技术、控制技术和振动量测技术的系统工程。 要建成地震模拟振动台，必须还要有配套的试验室，包括： 1． 安装地震模拟振动台主体的基础； 2． 放置地震模拟振动台和基础的试验大厅； 3． 试验大厅中配备有安装及运送试件的起重设备； 4． 有控制室，放置地震模拟振动台控制系统； 5． 安装液压源的油源室； 6． 放置量测仪器和进行数据处理室； 7． 强电配电室，主要供液压源用电； 8． 供液压源冷却的水供应系统，包括供水池、冷却塔等。
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目 前正在调试
部分控制自制
三参
工作频率高，
量反 Schenck 正准备升级控
馈
制
三参
部分部件由国
量反 MTS 内红山厂配
馈
套，运行良好
共用油源， 位移 Schenck Schenck作动
器，其余自制
自制
红山
设备开发能力 强，全套国产
MTS 另有2*6m滑台
Seismic testing study
土木工程结构试验与检测技术2试验荷载与加载方法
分配梁的设置
3. 卧梁
卧梁的作用：是将若干个加载点的集中荷载转换 成均布荷载施加于试件的端面，保证试件的受载 截面获得均匀分布的应力状态。为了保证荷载的 正确传递，卧梁必须有足够的强度和刚度。如需 降低卧梁的刚度，应适当增加集中荷载的个数。 卧梁安装时与试件端面之间应平整辅设砂浆垫层， 砂浆强度不应低于试件混凝土强度等级的50%。 对于承受集中荷载作用的试件表面应辅设钢垫板， 防止局部受压破坏。对于柱与压杆试验，可在试 件受压端增设钢柱帽，防止局部承压破坏。
液压源
加载器
控制系统
2、工作原理:
适调器 计 算 机 指 令 控制系统 伺 服 放大器 电 液 伺服阀
传感器 液 压 加载器 试验 对象
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。
墙 体 轴 向 加 载 试 验 装 置
2.4 机械机具加载
机械力加载常用的机具有倒链葫芦、卷扬机、绞 车、花篮螺丝、螺旋千斤顶及弹簧等。优点是设 备简单，容易实现 。缺点是荷载值不大 。 葫芦、卷扬机、绞车和花篮螺丝等主要用于远距 离或高耸结构加载。联结滑轮组可以改变作用力 的方向和拉力大小。拉力大小通常用拉力测力计 测定 。
一、液压加载器
1）手动液压加载器
手动液压加载器的
构造原理见图。使用时
先拧紧放油阀，掀动手 动油泵的手柄，使储油 缸中的油通过单向阀压 入工作油缸，推动活塞
振动台试验(终极版)
确保振动台及其辅助设 备完好，无故障，处于
良好的工作状态。
试样准备
根据试验要求准备试样 ，确保试样的尺寸、质
量等参数符合标准。
环境设置
确保试验环境满足要求 ，如温度、湿度等。
安全措施
确保试验过程中人员和 设备的安全，如设置防 护装置、警示标识等。
试验过程
参数设置
根据试验要求，设置振动台的 振幅、频率、加速度等参数。
数值模拟技术
通过将振动台试验与数值模拟技术相结合，实现试样的优化设计和性 能预测，缩短产品研发周期。
THANKS
感谢观看
振动台试验的应用
01
02
Hale Waihona Puke 030405振动台试验广泛应用于 航空航天、汽车、电子 、通讯、建筑等领域， 用于检验产品或结构的 抗振性能、疲劳寿命等 。
在航空航天领域，振动 台试验用于检验飞行器 在起飞、降落和飞行过 程中可能遇到的振动环 境，以确保飞行器的安 全性和可靠性。
在汽车领域，振动台试 验用于检验汽车在行驶 过程中可能遇到的颠簸 、振动等环境，以提高 汽车的安全性和舒适性 。
结果评估
根据数据处理结果，评估试样的性能，如强 度、疲劳寿命等。
结果应用
将试验结果应用于实际工程中，为设计和优 化提供依据。
03
CATALOGUE
振动台试验的参数设置
频率设置
频率范围
扫描速度
根据试验需求，选择合适的振动频率 范围，通常为5-2000Hz。
设定频率变化的快慢，以适应不同试 验需求。
数据记录
在试验过程中，实时记录各项 数据，如时间、振幅、加速度 等。
异常处理
如遇异常情况，应立即停止试 验，检查并排除故障后重新开 始。
良好的工作状态。
试样准备
根据试验要求准备试样 ，确保试样的尺寸、质
量等参数符合标准。
环境设置
确保试验环境满足要求 ，如温度、湿度等。
安全措施
确保试验过程中人员和 设备的安全，如设置防 护装置、警示标识等。
试验过程
参数设置
根据试验要求，设置振动台的 振幅、频率、加速度等参数。
数值模拟技术
通过将振动台试验与数值模拟技术相结合，实现试样的优化设计和性 能预测，缩短产品研发周期。
THANKS
感谢观看
振动台试验的应用
01
02
Hale Waihona Puke 030405振动台试验广泛应用于 航空航天、汽车、电子 、通讯、建筑等领域， 用于检验产品或结构的 抗振性能、疲劳寿命等 。
在航空航天领域，振动 台试验用于检验飞行器 在起飞、降落和飞行过 程中可能遇到的振动环 境，以确保飞行器的安 全性和可靠性。
在汽车领域，振动台试 验用于检验汽车在行驶 过程中可能遇到的颠簸 、振动等环境，以提高 汽车的安全性和舒适性 。
结果评估
根据数据处理结果，评估试样的性能，如强 度、疲劳寿命等。
结果应用
将试验结果应用于实际工程中，为设计和优 化提供依据。
03
CATALOGUE
振动台试验的参数设置
频率设置
频率范围
扫描速度
根据试验需求，选择合适的振动频率 范围，通常为5-2000Hz。
设定频率变化的快慢，以适应不同试 验需求。
数据记录
在试验过程中，实时记录各项 数据，如时间、振幅、加速度 等。
异常处理
如遇异常情况，应立即停止试 验，检查并排除故障后重新开 始。
轻钢结构住宅地震模拟振动台试验研究
【 摘
要】 主要对轻型钢框架 一 支撑结构住宅模型进行了地震模拟振动台试 验研究 。模 型结构 以轻 质方钢
管作为模型框架结构 的梁柱 ， 以角钢作 为框 间支撑 ， 楼板采用轻质兼强板 ， 整体结构模型 为 １３缩 尺模型 ， ： 通过测 试该种结构体系 的动力特性 ， 和研究结构或构件 的抗震性能和破坏 机理 ， 动我国轻钢结 构住宅 的的发展和 了解 推
应用 。试验结果表 明该 种结构 具有 足够的抗侧力能力 ， 满足规范要求 ， 抗震性能 良好 。
【 关键词 】 轻钢结构住宅 ； 振动台试验 ； 动力特性 【 中图分类号 】 Ｔ ３１ Ｕ９ 【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 １０ — ８４ ２１ ） ０８ — ３ ０１ ６６ （０２ ０ ０４ ０ ７—
低
温
建
筑
技
术
２１ ０ ２年第 ７期 （ 总第 １９期） ６
轻钢 结构 住 宅地震 模 拟 振 动 台试 验 研 究
李 茂 ， 刘 浩 赵永 刚 张 ， ，
靖
０ ２ １０ ０） ０
（ ． 蒙古 工 业大 学 土 木 ３程 学 院 ． 呼 和 浩 特 １内 －
０ ０ ５ ； 呼 和 浩 特 市建 设工 程 质 量 监 督 站 。 呼 和浩 特 １０ １ ２
Ｓ Ｕ ＡＲ ＨＱ Ｋ 删 Ｔ ＤＹ ＯＮ Ｅ Ｔ ＵＡ Ｅ Ａ Ｌ Ｅ Ｔ ＡＴ ｏ ＨＡ Ｔ Ｂ ＥＴ Ｓ
Ｌ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＨｏＵＳＩ ＮＧ
Ｌ ｏ ， ＩＭａ
Ｌ Ｕ Ｈａ Ｉ ｏ ， Ｚ ＨＡＯ Ｙ ｎ —ａ ｇ ， Ｚ ｏ ｇｇ ｎ ＨＡＮＧ Ｊｎ ｉｇ
Ｋ ｙｗ ｒｓｌ ｔｔ ｌｔ ｃｕｅｈｕｉｇ ｓａｉｇｔ ｌ ｔｓ； ｙａ ｉ ｃａａｔ ｓｃ ｅ ｏｄ ：ｇ ｅ ｒ ｔｒ ｏｓ ； ｈｋｎ ｂｅ ｅｔ ｄｎ ｃ ｈｒｃ ｒｔｓ ｉ ｓｅｓ ｈ ｕ ｎ ａ ｍ ｅ ｉ ｉ
建筑结构试验--2
重力加载图示：
构件标志长度l
≥50mm ≤l/5 加载重物
试件 支座
杠杆加载
保护块
杠杆加载有放大荷重的效果，并且在结构变形时，荷载保持恒 定，对持久试验尤为适合。
重物加载的优缺点 （1）优点：设备简单，取材方便，荷载数值稳定， 加载形式灵活，不因试验过程中结构的变形或徐变而减 小，适用于长期均布荷载和静载试验，采用杠杆间接重 力加载，对持久荷载试验及进行刚度和裂缝的研究尤为 合适。因为荷载是否恒定，对裂缝的开展与闭合有直接 影响。 （2）缺点：产生的荷载值小，操作笨重，占用面积 大，用堆载法时，一旦结构物达到极限后，因荷载不随 结构变形而自行卸载，容易发生安全事故。
选择试验荷载与加载方法时，应满足以下几项要求： ①选用的试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内 力值相一致或极为接近； ②荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值准确稳定，特别是 静荷载要不随加载时间、外界环境和结构物变形而变化，保证荷载量 的相对误差不超过±5%； ③静载试验便于分级加载和卸载，能控制加、卸载速度，荷载分级 的分度值要满足试验量测的精度要求； ④加载装置本身要安全可靠，不仅满足强度要求，还必须按变形条 件来控制加载装置的设计，即满足刚度要求。防止对试件产生卸载作 用而减轻结构实际承担的荷载； ⑤加载设备要操作方便，便于加载和卸载速度，又能适应同步加载 或先后加载的不同要求； ⑥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。
电液伺服振动台的组成：由台体结构、液压驱动和动力系 统、控制系统、测试和分析系统组成。 台体结构：台面具有一定尺寸的平板结构（同济4*4m，日本原 子能工作试验中心是15*15m） 液压驱动和动力系统：按照振动台的单向（水平或垂直）、双 向（水平--水平或水平--垂直）或三向（二向水平--垂直）运 动。液压驱动系统是给振动台以推理，各向加载器推力取决于 可动质量的大小和最大加速度的要求。常用电液伺服系统来驱 动。 控制系统：分为模拟控制方法和数字计算机控制方法。 模拟控制方法：有位移反馈控制和加速度信号输入控制两种。 数字计算机控制方法：采用计算机进行数字替代的补偿技术。 可由计算机将台面输出信号与系统本身的传递函数（频率响应） 求得下一次驱动台面所需的补偿量和修正后的输入信号。经过 多次迭代，直至台面输出反应信号与原始输入信号之间的误差 小于预先给定的量值，即完成了迭代补偿并得到满意的期望地 震波。
机械模拟地震实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解地震的基本原理和特点。
2. 掌握地震模拟实验的操作方法。
3. 分析地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震性能。
二、实验背景地震是地球上常见的自然灾害之一，给人类带来了巨大的生命财产损失。
为了提高建筑物的抗震性能，有必要开展地震模拟实验，研究地震对建筑物的破坏机理。
三、实验材料1. 地震模拟实验台：用于模拟地震过程中建筑物的动态响应。
2. 建筑模型：用于模拟实际建筑物，如住宅、办公楼等。
3. 激振器：用于产生模拟地震的振动。
4. 数据采集系统：用于采集实验过程中的数据。
5. 计算机软件：用于分析实验数据。
四、实验原理地震模拟实验是利用激振器产生模拟地震的振动，通过实验台将振动传递到建筑模型上，观察建筑模型在地震过程中的动态响应，从而分析地震对建筑物的破坏机理。
五、实验步骤1. 准备实验设备：将实验台、建筑模型、激振器、数据采集系统等设备安装调试到位。
2. 安装建筑模型：将建筑模型放置在实验台上，确保模型稳定。
3. 设置激振器参数：根据实验要求设置激振器的频率、振幅等参数。
4. 开始实验：启动激振器，使建筑模型受到模拟地震的振动。
5. 数据采集：通过数据采集系统实时记录实验过程中的数据。
6. 实验结束：停止激振器，收集实验数据。
六、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，观察到建筑模型在模拟地震过程中出现了不同程度的破坏，如裂缝、变形等。
2. 分析：（1）地震对建筑物的破坏主要表现为结构破坏、非结构破坏和地基破坏。
（2）地震对建筑物的破坏程度与地震烈度、建筑结构类型、地基条件等因素有关。
（3）提高建筑物的抗震性能，应从结构设计、材料选择、地基处理等方面入手。
七、实验结论1. 地震模拟实验可以有效地研究地震对建筑物的破坏机理。
2. 通过实验，可以了解地震对建筑物的破坏程度，为提高建筑物的抗震性能提供依据。
3. 在实际工程中，应充分考虑地震对建筑物的破坏影响，采取有效措施提高建筑物的抗震性能。
地震模拟振动台试验分析
美国NEES计划： Network for Earthquake Engineering Simulation
地震模拟振动台试验分析
7
Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震模拟振动台在抗震研究中的作用。
研究结构的动力特性，破坏机理及震害原因。
验证抗震计算理论和计算模型的正确性。
2
Lab of Prof. Tian Shizhu
中国建筑科学研究院 (国内最大）
台面尺寸：6.1米×6.1米 台面承重：60吨 三方向六自由度
地震模拟振动台试验分析
3
Lab of Prof. Tian Shizhu
近年来，振动台阵列开始投入使用。3个振动 台组成一个振动台阵列进行桥梁结构的地震模拟振 动台试验。3个振动台可以在一个方向上同步运动， 也可以根据桥梁实际场地的差异，分别输入不同的 地震波进行试验。这种振动台阵列可以进行较大尺 寸的结构模型试验。
地震模拟振动台试验分析
11
Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震地面运动数据来自地震观测台网的地震记录， 这些地震记录一般为地震地面运动的速度或加速度。 在结构抗震设计中，也是根据地面加速度来计算结 构受到的惯性力。因此，进行振动台试验时，输入 到计算机的地震运动大多为地面运动加速度，相应 的电液伺服作动器的控制目标也应包括加速度。
研究动力相似理论，为模型试验提供依据。
检验产品质量，提高抗震性能，为生产服务。
为结构抗震静力试验，提供试验依据。
地震模拟振动台试验分析
8
Lab of Prof. Tian Shizhu
振动台是用来产生模拟地震地面运动，对结构的抗 震性能进行研究。如图为地震模拟振动台的示意图。
地震模拟振动台试验分析
7
Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震模拟振动台在抗震研究中的作用。
研究结构的动力特性，破坏机理及震害原因。
验证抗震计算理论和计算模型的正确性。
2
Lab of Prof. Tian Shizhu
中国建筑科学研究院 (国内最大）
台面尺寸：6.1米×6.1米 台面承重：60吨 三方向六自由度
地震模拟振动台试验分析
3
Lab of Prof. Tian Shizhu
近年来，振动台阵列开始投入使用。3个振动 台组成一个振动台阵列进行桥梁结构的地震模拟振 动台试验。3个振动台可以在一个方向上同步运动， 也可以根据桥梁实际场地的差异，分别输入不同的 地震波进行试验。这种振动台阵列可以进行较大尺 寸的结构模型试验。
地震模拟振动台试验分析
11
Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震地面运动数据来自地震观测台网的地震记录， 这些地震记录一般为地震地面运动的速度或加速度。 在结构抗震设计中，也是根据地面加速度来计算结 构受到的惯性力。因此，进行振动台试验时，输入 到计算机的地震运动大多为地面运动加速度，相应 的电液伺服作动器的控制目标也应包括加速度。
研究动力相似理论，为模型试验提供依据。
检验产品质量，提高抗震性能，为生产服务。
为结构抗震静力试验，提供试验依据。
地震模拟振动台试验分析
8
Lab of Prof. Tian Shizhu
振动台是用来产生模拟地震地面运动，对结构的抗 震性能进行研究。如图为地震模拟振动台的示意图。
振动台试验在建筑结构振动控制中的应用
振动台试验在建筑结构振动控制中的应用振动是建筑工程中一个重要的问题，不仅会影响建筑物的稳定性，还可能对人们的舒适度和安全性产生负面影响。
为了解决这个问题，振动台试验成为一种常用的方法，用于预测和评估建筑结构在地震和其他振动荷载下的性能。
1. 振动台试验的基本原理振动台试验是一种通过在振动台上模拟真实工况下的振动荷载，对建筑结构进行模拟和测试的方法。
试验中，建筑结构的缩比模型被放置在振动台上，通过不同频率和振幅的振动来模拟真实的振动荷载，以评估建筑结构在振动荷载下的动力响应和破坏性能。
2. 振动台试验在地震工程中的应用振动台试验在地震工程中被广泛应用。
通过模拟地震波的振动，可以对建筑结构在不同地震强度下的响应进行测试和评估。
试验结果可以用于指导建筑结构的抗震设计和改进，并为工程师提供重要的参考数据。
此外，振动台试验还可以用于评估结构的损伤程度和耐久性，以及验证和改进地震设计规范。
3. 振动台试验在风工程中的应用除了在地震工程中的应用外，振动台试验在风工程中也有重要的应用价值。
通过模拟风荷载产生的振动，可以评估建筑结构在不同风速下的动力响应和疲劳性能。
试验结果可以用于指导建筑物的风振设计，优化结构参数和减小风振效应对建筑物的影响。
4. 振动台试验在桥梁工程中的应用振动台试验在桥梁工程中也有重要的应用。
通过模拟交通载荷和地震振动对桥梁结构的影响，可以评估桥梁结构的疲劳性能、动力响应和结构健康状况。
试验结果可以用于指导桥梁的设计、维护和加固，提高桥梁结构的安全性和可持续发展性。
5. 振动台试验的局限性和未来发展虽然振动台试验在建筑结构振动控制中起着重要的作用，但仍存在一些局限性。
首先，试验的结果受建筑结构缩比比例的影响，模型是否能准确地代表真实工程存在一定的不确定性。
此外，振动台试验的成本较高，需要耗费较多的人力、物力和时间。
未来的发展方向包括通过进一步改进试验方法和设备，提高试验的可靠性和准确性，并且可以借助计算机模拟等技术手段来减少试验成本和提高效率。
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4、输入波形
地震模拟振动台试验的主要目的是检验 结构在遭遇地震时的性能。一般要求振动台 能够模拟地震地面运动，输入的振动波形应 为不规则的地震波。此外，振动台可以用来 对结构施加各种振动激励，输入的波形还包 括正弦波、三角波等规则波，以及随机的不 规则白噪声波等。
建设单位
中国建筑±1.2 X：±1000 X：±100
三向六自由度 4*4 10 25 Y：±0.8 Y：±600 Y：±50 0~50
Z：±0.7 Z：±600 Z：±50
三向六自由度 3*4 3 12 X：±1.3 X：±600 X：±125 3.4~40 250
X：±1.0 X：±600 X：±80
一、概论
3、优点：可以真实的反应结构实际地震反 应；可以很好的反映应变速率对结构材料 强度的影响
4、缺点：设备昂贵，受台面尺寸限制，不 能做大比例模型试验；受尺寸效应影响， 很难评价结构的抗震能力
二、振动台基本原理
振动台是用来产生模拟的地震地面运动，对结构的 抗震性能进行研究。如图为一地震模拟振动台的示 意图。
2*250
三向六自由度 5*5 20 30 Y：±1.0 Y：±600 Y：±80 0.5~40 2*250
Z：±0.7 Z：±300 Z：±50
4*250
水平竖向双向 四自由度
2*2.8
6
X：±1.0 X：±500 Z:±0.8 Z:±340
X：±50 Z:±34
0.1~100
150
X：±1.0 X：±100 X：±100
208
控制 生产 方式 厂家
备注
MTS 三参
量
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目
前正在调试
部分控制自制
三参
工作频率高，
量反 Schenck 正准备升级控
馈
制
三参
部分部件由国
量反 MTS 内红山厂配
馈
套，运行良好
共用油源，
位移 Schenck Schenck作动
器，其余自制
自制
红山
设备开发能力 强，全套国产
50
50
40
20
0 建研院
北工大
水科院 同济大学 哈工大
工力所 河海大学 广州大学 大连理工 武汉理工 昆明理工
振动形式 三向六自由度
台面 台面 模型 尺寸 自重 重 (m) (t) (t)
6.1*6.1 37 60
最大
最大
最大
加速度 速度
位移
(g)
(mm/s) (mm)
X：±1.5 X：±1000 X：±150
Y：±1.0 Y：±1200 Y：±250
Z：±0.8 Z：±800 Z：±100
工作 频率 (Hz)
0~50
激振 力 (kN)
水平单自由度 3*3 6 25 X：±1.0 X：±600 X：±125 0.4~50 250
X：±1.0 X：±400 X：±40
2*340
三向六自由度 5*5 23.5 20 Y：±1.0 Y：±400 Y：±40 0.1~120 1*590
Z：±0.7 Z：±300 Z：±30
面积(m2)
台面尺寸比较
40 35 30 25 20 15 10 5 0
建研院 北工大 水科院 同济大学 哈工大 工力所 河海大学 广州大学 大连理工 昆明理工 台湾交大 武汉理工 西安建大
最大工作频率比较
140 120
120 100
100 80
80
最大工作频率(Hz)
60
50
50
40
50
40
40
§5.4 地震模拟振动台试验
一、概论
1、方法：通过电液伺服加载系统驱动振动 台面模拟真实地震动的试验方法，是在实 验室内研究结构地震反应和破坏机理的最 直接方法。
一、概论 2、试验目的
➢研究结构的动力特性，破坏机理及震害原因。 ➢验证抗震计算理论和计算模型的正确性。 ➢研究动力相似理论，为模型试验提供依据。 ➢为结构抗震静力试验，提供试验依据。
MTS 另有2*6m滑台
MTS 全套引进MTS
数字 MTS 原为单自由度
1984 水平竖向双向 2*1.5 水平单自由度 3*3 5 10
0.5~80
X：±125
150
MTS
2003 水平单自由度 3*3
6
1.3
500
100 0.4~40
国产
水平单自由度 2*2
4.5
英国Sever Test
三向六自由度 3*3
10 Y：±1.0 Y：±100 Y：±100 0~50
Z：±2.0 Z：±100 Z：±50
水平+竖向+摇 摆
3*3
5.2
10
X：±1.0 X：±500 Z:±0.7 Z:±350
X：±75 Z:±50
0.1~50
152
油源 流量 (L) 2000 330 1155
1200 330
试验时，振动台台面产生水平 或竖向往复运动，其运动规律 与结构遭遇地震时的运动规律 相同。安装在振动台上的模型 结构受到台面运动的加速度作 用，产生惯性力，从而再现地 震对结构的作用。
结构模型 台面
油路 振动台基础
作动器
三、振动台基本性能指标
1、 台面尺寸和台面最大负载
台面尺寸及台面负载决定了进行试验的结构模 型尺寸(重量)。台面尺寸及台面负载越大，结构模 型的尺寸就可以越大，试验结构的性能也就越接近 真实结构的性能。目前，世界上最大的振动台台面 尺寸为20m×15m(日本)，其台面负载为1200t
北京工业大学 * 中国水利水电科学
研究院 *
同济大学 *
哈尔滨工业大学 *
中国地震局 工程力学研究所 *
河海大学 *
广州大学
大连理工大学 昆明理工大学 台湾交通大学 武汉理工大学 西安建筑科技大学 中国核动力研究所 重庆公路研究所
年代
2004 2002 1987 1983 1995 1987 1986 1997 1985 1995 1985
三、振动台基本性能指标
2、台面运动自由度 在工程实践中，地震记录很少有地面运动的旋
转分量，这与强震观测有关。因此，虽然目前已投 入运行的地震模拟振动台大部为6个自由度上模拟地 震地面运动的能力，但在结构抗震试验中，一般仍 以水平方向和垂直方向的振动为主。
3、 频率范围、最大位移、速度和加速度
已有的地震记录的最高频率一般不超过10Hz， 考虑试验结构模型的特点，地震模拟振动台的频率 范围大多为0—50Hz，有的振动台的最高频率响应可 以达到80～120Hz，主要用于较小比例的结构模型的 振动台试验。振动台最大位移一般为±100mm。振 动台的最大加速度可以达到20m／s2(2g，g为重力加 速度)。