结构抗震拟动力试验方法研究
结构抗震试验方法概述
结构抗震试验方法概述 严健南京林业大学研究生院 摘要：地震的多发性和破坏性，使得结构抗震试验研究越来越受到人类的广泛关注。目前人类已经发明了很多结构抗震试验研究的方法，本文详细介绍了目前结构抗震试验常用的四种方法，分别是（1）拟静力试验方法；（2）多维拟静力试验方法；（3）地震模拟振动台试验方法；（4）拟动力试验方法，并对其各自特点及存在的问题进行了概述。关键词:抗震试验；拟静力试验；振动台试验；拟动力试验；概述 The Summary of the Dynamic Testing Method of Structures Abstract More and more people pay more attention to the seismic research of structures which due to the multiple and devastating earthquake. Some dynamic test means were developed by human in the recent years. In this paper, four kinds of commonly used structure seismic test methods were describe, including The Pseudo Static experiment method, Dimensional Quasi-Static test methods, seismic simulation shaking table experiment method, Pseudo-dynamic test method. Key words dynamic testing; the pseudo-static experiment; shaking table experiment; pseudo-dynamic test;aseismatic design methods; summary 0 前言
结构低周反复荷载试验
低周反复加载静力试验 学习建筑结构的抗震试验，首先要解决如下的问题：抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为哪几种方法？各有什么特点？低周反复加载静力试验的加载制度？伪静力试验量测项目和容一般应包括哪些？伪静力试验的结果如何表达，如何用于进行结构抗震性能的评定？如何通过结构的强度、刚度、延性、退化率和能量耗散等方面的综合分析，来分析结构的特性和能力？拟动力试验的特点？地震模拟振动台动力加载试验在抗震研究中有什么作用？在选择和设计振动台台面的输入运动时，需要考虑哪些因素？ 掌握结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏。因此试验中要同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。 建筑结构的抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为低周反复加载试验（伪静力试验）、拟动力试验和动力加载试验。要理解各种试验方法和试验手段的特点，以便更好地获得测试结果和进行分析。 通过伪静力试验，能获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征，也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。进而为建立数学模型，通过计算机进行结构抗震非线性分析服务，为改进现行抗震设计方法和修订设计规提供依据。这种试验方法的设备比较简单，甚至可用普通静力试验用的加载设备。加载历程可人为控制，并可按需要加以改变或修正。 试验过程中，可停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器设备工作情况。由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远，不能反映应变速率对结构的影响，无法再现真实地震的要求。 为了弥补伪静力试验的不足，可利用计算机技术，用计算机来检测和控制整个试验。结构的恢复力可直接通过测量作用在试验对象上的荷载值和位移值而得到，然后再通过计算机来完成非线性地震反应微分方程的求解。这种方法称为拟动力试验。 人们总希望通过动力加载试验来研究结构的动力反应、结构抵抗动力荷载的实际能力与安全储备。结构抗震动力试验的难度与复杂性比静力试验要大。首先，荷载是以动力形式出现，它以速度、加速度或一定频率对结构产生动力响应，由于加速度作用引起惯性力。以致荷载的大小又直接与结构本身的质量有关，动力荷载对结构产生共振使应变及挠度增大。其次，动力荷载作用于结构还有应变速率的问题。应变速率的大小，又直接影响结构材料的强度。在结构试验中，人们发现加荷速度愈高，引起结构或构件的应变速率愈高，则试件强度和弹性模量也就相应提高。在冲击荷载作用下，强度与弹性模量的变化尤为显著。在动力反复荷载作用下，结构的强度要比静力低周反复加载提高10％以上，由此可见动力加载对应变速率所产生的作用。结构抗震动力试验可以分为周期性的动力加载试验和非周期性的动力加载试验。要掌握其加载方式和响应特点。 一、建筑结构抗震的低周反复加载静力试验 学习加载制度，要掌握静力试验加载制度的种类： 掌握单向反复加载的方法（控制位移加载法，控制作用力加载法以及控制作用力和控制位移的混合加载法），特点和作用。在控制位移的情况下，掌握变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载等方法的基本做法和研究目的。 了解双向反复加载的方法、特点、作用及适用围。 掌握《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96)规定的伪静力试验加载方法，注意加载的分级，加载的阶段，加载控制，加载的次数以及明确需要获得的参数，结构伪静力试验的观测项目和量测仪器，掌握对结构伪静力试验的观测设计，构件选择。确定伪静力试验量测项
建筑抗震试验方法(2012)
建筑抗震试验 第一章：概述 一、抗震试验方法 拟静力试验： 用一定的荷载控制或变形控制对试件进行低周反复加载使试件从弹性阶段直至破坏的一种试验。 拟动力试验： 试件在静力试验台上实时模拟地震动力反应的试验。 模拟地震振动台试验： 通过振动台台面对试件输入地面运动模拟地震对试件作用全过程的抗震试验。 二、基本概念 1.试件 凡作为抗震试验的对象均称试件、为试验构件、结构的原型和模型的总称。 2.原型结构 按施工图设计建成的直接投入使用的结构。 3.足尺模型 尺寸材料受力特性与原型结构相同的结构模型。 4.弹性模型 为研究在荷载作用下结构弹性性能、用匀质弹性材料制成与原型
相似的结构模型。 5.弹塑性模型 为研究在荷载作用下结构各阶段工作性能，包括直至破坏的全过程反应，用与实际结构相同的材料制成的与原型相似的结构模型。 三、试验控制方式 1.荷载控制 以荷载值的倍数为级差的加载控制。 2.变形控制 以变形值的倍数为级差的加载控制。 第二章试件的设计 一、一般要求 1.采用模型或截取部分结构作试件时，试件应分别满足原型结构的几何、物理、力学、构造和边界的相应条件。 2.试件的尺寸应根据试验目的要求，和现有设备条件进行设计，并应满足有关规定。 3.试件设计时应进行试件的局部处理。试验时不得发生非试验目的的破坏。 4.当试件为截取的柱或墙时，其上部荷载重量应视为竖向外力。 5.当试件为构件时，同类构件不得少于2个，用于基本性质试验的构件数量，应通过各种因素用正交设计确定。 6.模型试件材料重力密度不足时，可采用均匀附加荷载弥补，此时应按附加荷载在整个试件上的作用位置与分布情况确定。
结构试验技术
《单自由度结构的子结构拟动力实验》实验指导书 一. 实验目的 1．理解结构拟动力抗震实验方法及过程。 2．计算、实验得到结构在强迫振动情况下的动力反应。 3．初步了解电液伺服加载实验设备及加载方法。 二. 实验内容 研究简化单自由度结构在地震激励下的位移反应。下面以中心差分法为例研究结构的动力特性。图 1 单自由度结构计算简图。在进行子结构拟动力实验时，无法反映出速度相关型试件的性能，因此假定C E =0。假设数值子结构的阻尼力、回复力为线性，子结构拟动力试验离散时间运动方为： N 1N 1N 1E 11 ()i i i i i ++++++++=M a C v K d R d F (1) 其中角标N 表示数值子结构，角标E 表示试验子结构；d 、v 、a 分别为位移、速度、加速度向量，M 、C 分别为质量、阻尼矩阵，R 为恢复力向量，F 为外荷载向量。实验内容包括对结构进行数值模拟、确定试件的刚度、通过实验检验结构在地震作用下性能。 图 1 单自由度结构计算简图 中心差分法假定： t i i i ?-= -+21 1d d v (2) 2 1 12t i i i i ?+-= -+d d d a (3) 其中?t 为积分时间间隔。将式(2)和(3)带入(1)式得： ()1 N N N N N 1N 1 E 222222i i i i i t t t t t -+-???????? =++-K +-- ? ? ???????????????? M C M C M d F d d R d (4) 选弹簧为试件，实验中弹簧的示意图见图2。确定所选实验结构模型的参数。本实验 选为M N =1.2007?105 kg 、K N =2.37?106 N/m 、?t=0.02s 、结构阻尼比为5％(阻尼为7.5439?104 Ns/m)。进行拟动力实验时，每个积分时间步运行0.02s ，地震动输入为El Centro (NS,1940)地震记录，峰值加速度为0.015 g 。结构起始位移、速度和加速度为零。
抗震方法概述
题目：工程结构抗震实验方法 1. 概述 地震指地壳在内、外应力作用下，集聚的构造应力突然释放，产生震动弹性波，从震源向四周传播引起的地面颤动。从时间上看，地震有活跃期和平静期交替出现的周期性现象。从空间上看，地震的分布呈一定的带状，称地震带。地震常常造成严重的人员伤亡，还可能诱发海啸、滑坡等灾害。因此，在长期抵御地震灾害的过程中,人们认识到工程结构抗震试验是研究结构抗震性能的一个重要途径和方法。 由于地震发生前的不确定性和发生传播的不确定性,这个也使结构在地震反应也是不确定性的。所以结构抗震试验很大程度上是简化或者是将不确定性确定化,从而让试验可以实施。结构抗震试验大致分四个阶段:筹划、准备、加载、分析整理，筹划阶段是根据试验目标来确定方法，准备阶段是确定加载方式和加载制度，加载阶段即测点布置和采集数据，分析整理阶段即数据的常规和特殊分析。目前常用的结构抗震试验方法有:伪静力试验、拟动力试验、地震模拟振动台试验。
2. 常用结构试验方法 结构试验的任务是在试验对象上使用各种仪器设备，在荷载作用下，通过测量与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、频率、振幅等)，从强度、刚度、抗裂性以及实际破坏形态来判断结构的实际承载能力。 2.1伪静力试验方法 伪静力试验是通过提前设计的荷载或位移模式对试验对象进行往复的加载，以此来得到试验对象的荷载—变形曲线的试验，它也称作低周往复加载试验，是结构抗震性能研究中应用最广泛的一种实验方法。优点是对设备的要求低、成本低，但是它根本缺点是不能反映地震时材料应变速率的影响。 伪静力试验量测项目和内容，一般宜包括下列各项：试验荷载值(开裂荷载、屈服荷载和极限荷载)和结构支承反力值；结构构件在每级荷载作用下的变形，包括挠度、位移、支座转角、曲率和剪切变形等；结构主体材料混凝土和砌体的应变；结构构件主筋和箍筋的应变；结构构件钢筋在锚固区的粘结滑移；裂缝宽度及分布形态。 2.1.1试件和传力设备 伪静力试验的对象有基本构件，如梁的受弯、偏压柱的抗剪；扩大构件，如框架、梁柱节点、砖石或砌块墙体；剪力墙和框架-剪力墙组合构件等。整体结构，砌体或混凝土整体房屋的真型或模型结构的低周反复加载试验。 试件的尺寸要根据试验要求、试验设备规模和试验成本来确定;试件的设置条件要与该构件在实际情况下的边界条件、受力状态和布置形式尽可能吻合。传力设备一般包括反力墙、反力地板、加载架等，根据试验的具体情况还需附加一些传力杆件等。传力设备应具备足够的强度、刚度和整体稳定性，同时还要具备满足试验要求的输出能力。 2.1.2加载制度和加载方式 试验加载制度指的就是试验运行时，荷载和加载时间的相互控制关系。对这种相互关系有影响的参数包括:加载速度、加载时间步长、分级荷载和加、卸载
抗震结构设计测试题及答案
《抗震结构设计》水平测试题及答案 一、名词解释 1、地震烈度： 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 2、抗震设防烈度： 一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发的文件（图件）执行。 3、场地土的液化： 饱和的粉土或砂土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出，使得孔隙水压力增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化的现象。 ４、等效剪切波速： 若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 5、地基土抗震承载力： 地基土抗震承载力aE a a f f ζ=?，其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数，f a 为深宽修正后的地基 承载力特征值。 6、场地覆盖层厚度： 我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s 的坚硬土层或岩层顶的距离。 7、重力荷载代表值： 结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。 8、强柱弱梁： 结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。 9、砌体的抗震强度设计值： VE N V f f ?=，其中f v 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值，ζN 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响 系数。 10、剪压比： 剪压比为c 0V/f bh ，是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。 二、填空题（每空1分，共25分） 1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波，其中体波包括 纵波（P ）波和 横（S ） 波，而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波，对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。 2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV 类。 3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T 1>时，在 结构顶部 附加ΔF n ，其目的是
结构抗震的试验方法_焦秀平
第25卷 第7期2009年4月 甘肃科技 Gansu Science and Technol ogy V ol.25 N o.7 A pr. 2009结构抗震的试验方法 焦秀平 (兰州航天石化工程公司,甘肃兰州730000) 摘 要:系统的介绍了结构抗震实验方法,即拟静力实验方法、地震模拟振动台实验方法和拟动力实验方法,并对其各自特点及存在的问题进行了评述。 关键词:结构抗震实验;拟静力实验;地震模拟振动台实验;拟动力实验 中图分类号:T U352.11 我国地震发生约占全球的33%,是世界多地震国家之一,历史上曾发生过多次强烈地震。20世纪共发生破坏性地震2600余次:其中6级以上破坏性地震500余次,平均每年5.4次;8级以上地震9次。因此,为了保障人民生命安全,避免、减少社会经济损失,有必要进行抗震理论分析和试验研究,为地震设防和抗震设计提供依据,提高各类建筑物的抗震能力。但是,由于地震机理和结构抗震性能的复杂性,仅以理论的手段还不能完全的把握结构在地震作用下的性能、反应过程和破坏机理,还需要通过结构试验模拟地震作用研究结构抗震性能。 1 结构抗震实验方法 目前,结构抗震实验方法大体上分为三类,即拟静力实验、地震模拟振动台实验、拟动力实验。拟静力实验是目前在结构工程应用最为广泛的实验方法,它可以最大限度的获得结试件的刚度、承载力、变形、和耗能能力和损伤特征等信息,但不能模拟结构的地震反应过程;地震模拟振动台实验是最能真实再现结构地震动和结构反应的试验方法,但由于台面尺寸和承载力的限制,只能进行小比例模型的试验,且往往配重不足,不能很好的满足相似条件,导致地震作用破坏形态的失真;拟动力试验吸取了拟静力试验和地震模拟振动台试验两种试验方法的优点,可模拟大型复杂结构的地震反应,在抗震试验方面得到广泛的应用。 1.1 拟静力实验 20世纪70年代初,美国学者将拟静力实验方法用于获取构件的数学模型,为结构的计算机分析提供构件模型,并通过地震模拟振动台实验对结构模型参数作进一步的修正。拟静力实验(quasi-static testing)又称低周反复加载试验或伪静力试验,它是采用一定的载荷控制或变形控制对试件进行低周反复加载,使试件从弹性阶段直至破坏的一种实验。拟静力实验实质上是用静力加载方式模拟地震作用,其优点是在试验过程中可以随时停下来观测试件的开裂和破坏状态,并可根据试验需要改变加载历程。但是加载历程与实际地震作用历程无关,不能反应时应变数率的影响,即拟静力试验只能得到构件或结构在反复荷载下的恢复力滞回特性,不能得到结构地震反应全过程。 拟静力实验的目的是对构件或结构在荷载作用下的基本表现进行深入的研究,进而建立一种可靠的理论分析上的力学或数学模型。而在许多实际工程中,结构或构件的检验性试验也采用此法,目的在于检验现有方法的准确程度和存在不足。拟静力实验包括单调加载和循环加载实验,加载方式有单点加载和多点加载。从试件种类来看,钢结构、钢筋混凝土结构、砖石结构以及组合结构是研究最多的;从试件的类型来看,梁、板、柱、节点、墙、框架和整体结构等都是拟静力加载实验的主要对象。 过去在实验室中,拟静力实验主要采用机械式千斤顶或液压式千斤顶进行加载。这类加载设备主要是手动加载,实验加载过程不容易控制,往往造成数据测量不稳定、不准确,实验结果分析困难。目前许多结构实验室主要采用电液伺服加载系统进行结构的拟静力加载实验。电液伺服作动器与试件和反力装置的连接与固定方式应符合结构物实际的受力条件,所以反力装置和传力装置以及连接与固定方式也都是在拟静力加载实验中必须重视的问题。目前常用的反力装置主要有反力墙、反力台座、门式刚架、反力架和相应的各种组合类型。国内外许多实验室都建有大型的、多维的反力墙和台座,最大的反力台座其长度达50m,反力墙高度达23m,可以
结构抗震试验方法概述
结构抗震试验方法概述 严健XX林业大学研究生院 摘要：地震的多发性和破坏性，使得结构抗震试验研究越来越受到人类的广泛关注。目前人类已经发明了很多结构抗震试验研究的方法，本文详细介绍了目前结构抗震试验常用的四种方法，分别是（1）拟静力试验方法；（2）多维拟静力试验方法；（3）地震模拟振动台试验方法；（4）拟动力试验方法，并对其各自特点及存在的问题进行了概述。关键词:抗震试验；拟静力试验；振动台试验；拟动力试验；概述 The Summary of the Dynamic Testing Method of Structures Abstract More and more people pay more attention to the seismic research of structures which due to the multipleand devastating earthquake.Some dynamic test means were developed by human in the recent years. In this paper, four kinds of monly used structure seismic test methods were describe, including ThePseudoStatic experimentmethod, Dimensional Quasi-Static test methods, seismic simulation shaking table experiment method, Pseudo-dynamic test method. Key words dynamic testing; the pseudo-static experiment;shaking table experiment;pseudo-dynamic test;aseismatic design methods;summary 0前言 地震是危害人类生命财产安全最严重的突发式自然灾害之一。随着人类社会的发展和人们生活的高度城市化，地震必将对人们生命和生活设施及工业生产体系带来愈来愈严重的威胁。 近十多年来国内外连续发生的大地震，如1994年美国洛杉矶的北岭(Northridge)6.7
智慧树知到工程结构抗震章节测试答案
智慧树知到《工程结构抗震》章节测试答案 第一章 1、抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的,其依据是（）。 A:基本烈度 B:多遇烈度 C:抗震设防烈度 D:罕遇烈度 正确答案：抗震设防烈度 2、某地区设防烈度为7度，则该地可能遭遇的预估大震烈度为( )度。 A:5.45 B:8 C:6 D:9 正确答案：8 3、我国建筑工程抗震设防分类标准将建筑物按其用途的重要性分为（）类。 A:二类 B:三类 C:四类 D:五类 正确答案：四类 4、我国地震烈度表采用的是（）度的烈度表。
B:8 C:10 D:12 正确答案：12 5、地震现象表明，（）使建筑物产生上下颠簸，（）使建筑物产生水平方向摇晃。A:面波 B:纵波 C:横波 D:勒夫波 正确答案：纵波,横波 6、地球上某一点到震中的距离称为( )。 A:震源深度 B:震中心 C:震中距 D:震源距 正确答案：震中距 7、设计基本地震加速度0.15g对应的抗震设防烈度是（）。 A:6 B:7 C:8 D:9
正确答案： 第二章 1、根据《建筑抗震设计规范》下列（）属于竖向不规则的条件。 A:抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80% B:该层的侧向刚度小于相邻上一层的80% C:除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的20% D:该层的侧向刚度小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的85% 正确答案：抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80% 2、当某层的侧向刚度小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的（），为侧向刚度不规则。A:85% B:75% C:80% D:70% 正确答案：80% 3、为实现立面规则性，相邻楼层的质量变化不得超过（）。 A:50% B:55% C:60% D:65% 正确答案：50% 4、为实现立面规则性，抗侧力构件的层间受剪承载力不得小于相邻上一层的（）。 A:80%
结构动力特性试验
第七章结构动力特性试验 7.1概述 建筑结构动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。它的主要内容包括结构的自振频率、阻尼系数和振型等一些基本参数，也称动力特性参数或振动模态参数。这些特性是由结构形式、质量分布、结构刚度、材料性质，构造连接等因素决定，但与外荷载无关。 建筑结构动力特性试验量测结构动力特性参数是结构动力试验的基本内容，在研究建筑结构或其他工程结构的抗震、抗风或抗御其它动荷载的性能和能力时，都必须要进行结构动力特性试验，了解结构的自振特性。 1．在结构抗震设计中，为了确定地震作用的大小，必须了解各类结构的自振周期。同样，对于已建建筑的震后加固修复，也需了解结构的动力特性，建立结构的动力计算模型，才能进行地震反应分析。 2测量结构动力特性，了解结构的自振频率，可以避免和防止动荷载作用所产生的干扰与结构产生共振或拍振现象。在设计中可以便结构避开干扰源的影响，同样也可以设法防止结构自身动力特性对于仪器设备的工作产生干扰的影响，可以帮助寻找采取相应的措施进行防震，隔震或消震。 3．结构动力特性试验可以为检测、诊断结构的损伤积累提供可靠的资料和数据。由于结构受动力作用，特别是地震作用后，结构受损开裂使结构刚度发生变化，刚度的减弱使结构自振周期变长，阻尼变大。由此，可以从结构自身固有特性的变化来识别结构物的损伤程度，为结构的可靠度诊断和剩余寿命的估计提供依据。 建筑结构的动力特性可按结构动力学的理论进行计算。但由于实际结构的组成，材料和连接等因素，经简化计算得出的理论数据往往会有一定误差。对于结构阻尼系数一般只能通过试验来加以确定。因此，建筑结构动力特性试验就成为动力试验中的一个极为重要的组成部分，而引起人们的关注和重视。 结构动力特性试验是以研究结构自振特性为主，由于它可以在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常可以在现场进行结构的实物试验，正如本章所介绍的试验实例。当然随着对结构动力反应研究的需要，目前较多的结构动力试验，特别是研究地震，风震反应的抗震动力试验，也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。 结构动力特性试验的方法主要有人工激振法和环境随机振动法。人工激报法又可分为自由振动法和强迫振动法。 人工激振法是一种早期使用的方法，试验得到的资料数据直观简单，容易处理；环境随机振动法是一种建立在计算机技术发展基础上采用数理统计处理数据的新方法，由于它是利用环境脉动的随机激振，不需要激振设备，对于现场测试特别有利。以上任何一种方法都能测得结构的各种自振特性参数，由于计算机技术的发展和数据分析专用仪器的普及使用，为各种方法所测得的资料数据提供了快速有效的处理分析条件。 7．2人工激振法测量结构动力特性 7．2．且结构自振频率测量 一、自由振动法 在试验中采用初位移或初速度的突卸或突加荷载的方法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。在现场试验中可用反冲激振器对结构产生冲击荷载；在工业厂房中可以通过锻锤、
结构试验(答案)
建筑结构试验 一、单项选择题 1. 建筑结构试验是以________方式测试有关数据，反映结构或构件的工作性能、承载能力以及相应 的可靠度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要的依据。 ( ) A.模拟 B.仿真 C.实验 D.计算 2. 普通钢筋混凝土的密度为（） A．22--23kN/m3 B．23--24 kN/m3 C．24--25 kN/m3 D．25--26 kN/m3 3. 超声回弹综合法法检测混凝土强度时，被检测混凝土强度不应低于（） A．2MPa B．5MPa C．8MPa D．10Mpa 4. 结构试验前，应进行预加载，下列论述哪一项不当（） A.混凝土结构预加载值不可以超过开裂荷载值； B.预应力混凝土结构的预加载值可以超过开裂荷载值； C.钢结构的预加载值可以加至使用荷载值； D.预应力混凝土结构的预加载值可以加至使用荷载值。 5.结构试验时，试件的就位形式最符合实际受力状态而应优先采用的是 ( ) A.正位试验 B.反位试验 C.卧位试验 D.异位试验 6.贴电阻片处的应变为1000με，电阻片的灵敏系数K＝2．0，在这个电阻片上应产生的电阻变化率应是下列哪一个( ) A. 0．2％ B．0．4％ C．0．1％ D．0．3％ 7. 钢结构试验时，持荷时间不少于 ( ) 分钟分钟分钟分钟 8. 非破损检测技术可应用于混凝土、钢材和砖石砌体等各种材料组成的结构构件的结构试验中，该技术 ( ) A.会对结构整体工作性能仅有轻微影响
B.会对结构整体工作性能有较为严重影响 C.可以测定与结构设计有关的影响因素 D.可以测定与结构材料性能有关的各种物理量 9. 在结构动力模型试验中，解决重力失真的方法是 ( ) A．增大重力加速度 B．增加模型尺寸 C．增加模型材料密度 D．增大模型材料的弹性模量 10. 下列哪一点不是低周反复试验的优点 ( ) A．设备比较简单，耗资较少 B．在逐步加载过程中可以停下来仔细观察反复荷载下结构的变形和破坏现象 C．能做比较大型的结构试验及各种类型的结构试验 D．能与任一次确定性的非线性地震反应结果相比 11.在结构抗震动力试验中，下列何种加载方法既能较好地模拟地震又有实现的可能 ( ) A．采用机械式偏心激振器激振 B．采用地震模拟振动台 C．采用炸药爆炸模拟人工地震 D．采用电磁激振器激振 12.当对结构构件进行双向非同步加载时，下列图形反映X轴加载后保持恒载，而Y轴反复加载的是（） 13.钻芯法检测混凝土强度时,芯样直径不得小于骨料最大粒径的 ( ) 倍倍倍倍 14.下列哪种方法施加动力荷载时,没有附加质量的影响 ( ) A.离心力加载法 B.自由落体法
拟静力与拟动力试验
拟动力试验 拟动力试验的原理是：根据数值化的典型地震加速度记录时程曲线，取某一时刻的地震加速度值和试验中前一时刻加载后实测的结构恢复力，用逐步积分振动方程的动力反应分析方法计算出该时刻结构试体的地震反应位移，并对结构试体施加此位移，实现该时刻结构试体的地震反应；实测此时的结构恢复力，按地震过程取下一时刻的地震加速度值，进行该时刻结构试体地震反应位移计算，再将位移施加到结构试体上。如此逐时刻反复实现计算位移－施加位移－实测结构恢复力－再计算位移……的循环过程，即模拟了结构试体在地震中的实际动态反应过程。 对动力方程中的M ，C ，p 三个量，拟动力试验都可以较好的反应。 M容易准确测量，而且在试验中一般保持不变； K虽然在试验中不断变化，但由于直接从试件测得，也可以准确反应试件的真实情况； P一般依据事先选定的地震波加速度时程确定，也很明确。拟动力试验中的一个难点就是阻尼矩阵 C的问题。阻尼的实质是：在基于状态的动力平衡方程中为表征能量耗散而引入的一个数学概念。在拟动力试验中，并不是由于试验测定，而是事先人为假定的，而且假定整个试验过程中保持不变。实际上矩阵由人为假定的振型阻尼比转化为数值积分采用的比例阻尼矩阵，就带有很大的主观性和近似性。在试验过程中，矩阵是不断变化的，进入塑性阶段后，阻尼的机理也会发生改变，这显然与矩阵保持不变的假定矛盾。在实际试验中也发现输入的阻尼对试验结果有很大影响。有关研究阻尼对拟动力试验影响的文献非常少。由于阻尼的复杂性，目前的拟动力试验仍是采用传统的人为假定振型比例阻尼的办法。拟动力试验另一个问题是以集中力代替实际的分布惯性力，对这种力分布形式的简化带来的影响目前也缺乏研究。对拟动力试验模型相似关系的研究比起振动台试验也少得多。我国《建筑抗震试验方法规程》规定的拟动力试验模型相似要求实际是静力相似，而国内实际完成的拟动力模型试验多数是按动力相似进行的。以上三点是拟动力试验与振动台试验相比的缺陷，也是拟动力试验今后应该重点研究和改进的地方。 拟静力试验 静力试验又称低周反复荷载试验，是指对结构或结构构件施加多次往复循环作用的静力试验，是使结构或结构构件在正反两个方向重复加载和卸载的过程，用以模拟地震时结构在往复振动中的受力特点和变形特点。这种方法是用静力方法求得结构振动时的效果，因此称为拟静力试验，或伪静力试验。 结构的拟静力试验是目前研究结构或结构构件受力及变形性能时应用最广泛的方法之一。它采用一定的荷载控制或位移控制对试件进行低周反复循环的加载方法，使试件从开始受力到破坏的一种试验方法，由此获得结构或结构构件非弹性的荷载—变形特性，因此又称为恢复力特性试验。该方法的加载速率很低，因此由于加载速率而引起的应力、应变的变化速率对于试验结果的影响很小，可以忽略不计。同时该方法为循环加载，也称为周期性加载。 进行结构拟静力试验的主要目的，首先是建立结构在地震作用下的恢复力特性，确定结构构件恢复力的计算模型，通过试验所得的滞回曲线和曲线所包围的面积求得结构的等效阻尼比，衡量结构的耗能能力，同时还可得到骨架曲线，结构的初始刚度及刚度退化等参数。由此可以进一步从强度、变形和能量等三个方面判断和鉴定结构的抗震性能。最后可以通过试验研究结构构件的破坏机制，为改进现行结构抗震设计方法及改进结构设计的构造措施提供依据。
第一章 工程结构试验概论
第一章结构试验概论 工程结构是以工程材料为主体构成的不同类型的承重构件（梁、板、柱等）相互连接组成的综合体，在一定经济条件的制约下，要求结构在规定的使用期内安全有效地承受外部及内部形成的各种作用，以满足结构在功能及使用上的要求。为了达到这个目的，要求设计者必须综合考虑结构在它的整个生命周期中如何适应可能产生的各种风险。如在建造阶段可能产生的设计施工中的失误和疏忽，正常使用阶段来自各种非正常的外界活动，特别是自然和人为的灾害，以及老化阶段出现的各种损伤的积累和正常抗力的丧失等。为此，工程技术人员为了进行合理的设计，必须掌握在各种作用下结构的实际应力分布和工作状态，了解结构构件的刚度、抗裂性能以及实际所具有的强度及安全储备。 在应力分析工作中，一方面可以利用传统的理论计算方法，另一方面也可以利用实验方法，即通过结构试验，采用实验分析方法来解决。特别是电子计算机技术的发展，它不仅为用数学模型方法进行计算分析创造了条件，同样利用计算机控制的结构试验，为实现荷载模拟、数据采集和数据处理，以及整个试验实现自动化提供了有利条件，使结构试验技术的发展，产生了根本性的变化。人们利用计算机控制的多维地震模拟振动台可以实现地震波的人工再现，模拟地面运动对结构作用的全部过程；用计算机联机的拟动力伺服加载系统帮助 人们在静力状态下量测结构的动力反应；由计算机完成的各种数据采集和自动处理系统可以准确、及时、完整地收集并表达荷载与结构行为的各种信息。计算机也加强了人们进行结构试验的能力。因此，结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中形成的由结构试验、结构理论与结构计算三极构成的新学科结构中，结构试验本身也成为一门真正的试验科学。 实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉，可以帮助人们认识事物的内在规律。在结构工程学科中，人们为了正确认识结构的性能和不断深化这种认识，结构试验也是一种已被实践所证明的行之有效的方法。 1.1结构实验的任务 结构在外荷载作用下，它就可能产生各种反应。如图1-1（a）所示钢筋混凝土简支梁在静力荷载作用下，可以通过测得梁在不同阶段得挠度、角变位、截面上纤维应变和裂缝宽度等参数，来分析梁的整个受力过程及结构的强度、刚度和抗裂性能。当一个框架承受水平的动力荷载作用时（图1- 1（b））同样可以从测得结构的自振频率、阻尼系数、振幅（动位移）和动应变等研究结构的动力特性和结构承受动力荷载作用下的动力反应。近年来在结构抗震研究中，经常是通过结构在承受低周反复荷载作用下由试验所得的反应力与变形关系的滞回曲线（图1－1（c））为分析抗震结构的强度、刚度、延性、刚度退化、变形能力等提供数据资料。 由此可见，“结构试验”这门科学的任务就是在结构物或试验对象（实物或模型）上，使用 仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震力、风力......)或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率……）从强度（稳定)刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判明建筑结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
拟动力试验方法的发展与展望_倪志伟
第25卷增刊 2010年10月 灾 害 学 J O U R N A LO FC A T A S T R O P H O L O G Y V o l.25N o.S0 O c t.2010拟动力试验方法的发展与展望＊ 倪志伟,纪金豹,杜阳阳 (北京工业大学建筑工程学院,北京 100124) 摘 要:结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法。对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向。 关键词:拟动力试验;子结构;远程协同;实时子结构;混合试验 中图分类号:P315 文献标识码:A 文章编号:1000-811X(2010)S0-0079-06 0 引言 近年来地震灾害的频发使得分析建筑结构的地震破坏机理和提升其抗震能力成为当务之急。作为评判结构抗震性能、研究结构抗震机理不可替代的重要手段,结构抗震试验受到了工程界和研究者的广泛重视。目前结构抗震试验主要有拟静力试验、拟动力试验、地震模拟振动台试验三种途径。拟静力试验对设备性能要求低,应用最为广泛,能最大限度的提供试件刚度、承载力、变形和耗能能力等信息,但加载时间和方式不能真实再现地震作用下结构反应的全过程。地震模拟振动台试验能直接、真实地反映结构在地震过程中的受力性能和破坏特征,但由于振动台规模、尺寸和承载能力的限制,难以进行大比例模型或足尺结构的试验研究,且较难满足相似条件,易导致地震作用破坏形态失真。拟动力试验通过计算机模拟和试验的有效结合,可以慢速再现大比例模型(或足尺)结构在地震作用下的弹性—弹塑性—倒塌全过程反应,克服了上述两种试验方法的不足,具有良好发展前途和广泛应用前景的。 随着拟动力试验研究的发展,特别是子结构技术的引入,使得实验对象尺寸减小,从而降低了对试验设备仪器的要求,减少了实验的成本。随着速度相关型振动控制装置的出现,实时子结构试验也应运而生[1-22]。基于网络平台以实现各实验室资源共享、提高实验能力的远程协同拟动力试验在欧、美、日韩及中国都有了初步研究[23-30]。此外,地震模拟振动台子结构混合实验技术也引起学者的关注[31-37]。本文对拟动力试验技术及其他试验方法进行了对比分析,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,并对其发展方向进行了探讨。 1 常规拟动力试验技术 拟动力试验方法是在1969年由日本学者高梨(M.H a k u n o)等首次提出[38],是计算机与加载作动器联机求解结构动力方程的方法,其实验对象为整体结构。由于结构在地震作用下总是薄弱部位首先破坏,所以在拟动力试验中将处于弹塑性状态的、恢复力具有复杂非线性特征的部位或构件作为试验子结构,通过试验直接获得其恢复力;而其余处于弹性状态的,恢复力呈线弹性特征的构件作为计算子结构,通过计算机进行恢复力模拟。整体结构由试验子结构与计算子结构组成,两者统一于动力方程中求解得到整体结构的地震反应,称其为子结构拟动力试验。子结构技术可以对大型复杂结构的抗震性能进行试验研究,最大限度地发挥设备的功能[39],具有操作灵活、试验成本低廉的优点。但是由于在求解的动力方程 ＊收稿日期:2010-09-25 基金项目:北京市自然科学基金资助项目(8093031);校青基金资助项目(97004012200701) 作者简介:倪志伟,男,硕士研究生,主要从事结构试验技术方面的研究.E-m a i l:n z w509@126.c o m
建筑结构结构试验名词解释
建筑结构结构试验名词解释 结构试验简答题 1. 结构动力特性试验： 指结构受动力荷载激励时，在结构自由振动或强迫振动情况下量测结构自身所固有的动力特性的试验 2. 短期荷载试验： 是指结构试验限与试验条件，试验时间和其他各种因素和基于及时解决问题的需求，经常对实际承受长期荷载作用的结构构件，在试验室将荷载从0开始到最后结构破坏或某个阶段进行卸荷，整个实验的过程仅在一个较短的时间内完成的结构试验 3. 重力加载： 将物理本生的重力施加于结构上作为荷载 4. 测量仪器的稳定性： 指当被测物理量不变，仪器在规定时间内保持示值遇特性参数不变的能力 5.测量仪器的频率响应： 指动测仪器输出信号的幅值和相位随输入信号频率而变化的物性 6.结构疲劳试验： 指结构构件在等幅稳定，多次重复荷载作用下，为测定结构的疲劳性而进行的动力试验 7.结构动力试验： 指动挠度与静挠度的比值 8.骨架曲线： 指在低周反复加载试验所得荷载---变形滞回曲线中，取所有每一级荷载第一次循环的峰点连接的包络线 9.延性系数： 指在低周反复加载实验的所得的骨架曲线上，结构破坏时的极限变形和屈服变形只比 10.非破损检测技术： 指在不破坏结构构件材料内部结构，不影响结构整体工作性能和不危机结构安全的情况下，利用和依据物理的力，声，电，磁和射线等原理，技术和方法，测定结构构件材料性能有关的各种物理量，并以此推定结构构件材料强度和检测内部缺陷的一种测试技术 11.破损荷载 指时间经历最大承载能力后，达到某一剩余承载能力的截面内力或应力值 12退化率 指在控制位移做等幅低周反复加载时，每施加一周荷载后强度和刚度降低的速率 13.预埋拔出法： 在浇筑混凝土钱，於混凝土表层一下一定距离预先埋入一金属锚固件，待混凝土硬化以后，通过拔出仪对锚固件施加拔力，使混凝土沿一个与轴线成2a角度的圆锥面破裂而被拔出，根据专用的强度曲线，由拔出力推定混凝土的抗压强度，称为预埋拔出法 14控制测点： 结构的物的最大挠度和最大应力等数据，通常是设计和是试验工作者最感兴趣的数据，因此在这些最大值出现的部位上必须布置测量点位，称为控制测点 15几何相似： 结构模型与原型满足几何相似，即要求模型与原型之间所有对应部分成比例 16.初始条件相似：
建筑结构试验习题及答案
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.建筑结构试验为了实现多波输入地震波的人工再现和模拟地面运动对结构作用的全过程，常采用由计算机控制的多维地震模拟( ) A.激振器 B.振动台 C.作动器 D.千斤顶 2.薄壳结构都有侧边构件，为了测量垂直和水平位移，需在侧边构件上布置( ) A.应变计 B.速度计 C.挠度计 D.温度计 3.混凝土结构性能检验中，进行构件裂缝宽度检验应该符合的条件是( ) A.][0 S S αα≤ B. ][1.20c S S αα≤ C.][0 cr cr γγ≤ D.][max 0 ωω≤max S , 4.在选择仪器的量程时，要求最大被测值宜在仪器满量程的( ) A.1／5—1／3 B.1／3—2／5 C.1／5—2／3 D.2／5—2／3 5.沿台座纵向全长布置有槽轨，用于锚固加荷支架，加载点的位置可沿台座的纵向任意变动的台座称为( ) A.地锚式试验台座 B.槽式试验台座 C.箱式试验台座 D.抗侧力试验台座 6.为了求得柱与压杆纵向弯曲系数，试验时一般采用构造简单效果较好的( ) A.刀口支座 B.固定端支座 C.固定铰支座 D.转动支座 7.局部性的结构试件尺寸比例一般为原型的( ) A.1／8—1 B.1／2—1 C.1／3—1 D.1／4—1 8.对象是实际结构(实物)或者是实际的结构构件的试验称为( ) A.模型试验 B.缩尺试验 C.原型试验 D.足尺试验 9.在整体结构现场试验的荷载装置中，试验时作用在楼面和屋面的垂直荷载可采用( ) A.重力荷载模拟 B.冲击荷载模拟 C.机械荷载模拟 D.振动荷载模拟