第5章结构动力特性试验

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1、第五章第五章 结构动力特性试验结构动力特性试验2014.9现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering第五章 结构动力特性试验n1结构动载试验概述n2人工激振法测量结构动力特性n3环境随机振动法测量结构动力特性现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College

2、 of Civil Science and Engineering动载试验n通过试验的方法对结构振动进行分析研究。振动问题研究手段为抗震设计提供依据生产中产生的振动对厂房结构的影响高层、高耸结构的风振问题防震、隔震、消震措施的研究抗爆理论分析实验研究内容1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering动载试验n特点：1.造成结构振动的动荷载是随时间而改变的2.加载周期结构自振周期3.结构在动载作用下的反应与结构本身的动力特性密切相关1结构动载试验概述现代

3、结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering1.1动载试验研究内容1.动载特性的试验测定动载特性的试验测定内容A.探测主振源方法：a.逐台开动振源 b.分析实测振动波形 c.分析结构振动频率B.作用力的大小、方向、频率、作用规律方法：a.直接测定法 b.间接测定法 c.比较测定法1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering1.1

4、动载试验研究内容2.结构动力特性的试验测定结构动力特性的试验测定n内容：结构的自振频率、阻尼系数、振型n影响因素：结构形式、质量分布、结构刚度、材料性质、构造因素1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering1.1动载试验研究内容3.结构动力反应的试验测定结构动力反应的试验测定n内容：测定结构特定部位的动参数测定结构的振动变位图测定结构的动力系数强震观测1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程

5、学学 院院College of Civil Science and Engineering测定结构特定部位的动参数n测定特定结构、特定振源情况下的振动分布情况1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering测定结构的振动变位图n变位图变位图：结构在特定荷载作用下的变形曲线。1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineer

6、ing测定结构的动力系数 动力系数动力系数：动挠度与静挠度的比值jdyy1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering强震观测n地震发生时，用仪器观测地面运动的过程。n结构物在强震过程中的振动过程的记录n自动触发启动，蓄电池供电n美国洛衫矶：凡新建六层以上、面积超过6000平方英尺的建筑物必须设置强震仪3台。n杨浦大桥和金茂大厦等十几个重要建筑物上都已安装了强震记录网络，仅金茂就安装了6台。上海计划在十五期间普及更多，通过立法，达到10层以上的建筑都安

7、装。n浦东机场深井群安放了深度不同的地震记录仪，最浅30米，最深300多米，其他还有50米、100多米及200多米，这些井群可以测量到不同深度接收到的不同地震波的强度。基本任务扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering强震观测n中华人民共和国防震减灾法n要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观测设备。n一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据，及时掌握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况；n二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防设计；n三是通过已形成的

8、观测网络的强震动观测，可以快速掌握地震烈度分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering强震观测n地震安全性评价管理条例国务院令n四大工程须进行地震安全性评价。n国家重大建设工程n受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或者强腐蚀性物质大量泄露或者其他严重次生灾害的建设工程，包括水库大坝、堤防和贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒或者强腐蚀性物质的设施以及其他可能发生严重次生灾害的建设工程n受地震破坏后可能引发放射性污染的核电站和核设施建设工程

9、n省、区、市认为对本区域有重大价值或者有重大影响扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering1.1动载试验研究内容4.结构疲劳试验结构疲劳试验疲劳：结构物或构件在重复荷载作用下，达到破坏时的应力比其静力强度要低得多。这种现象称为疲劳。目的：研究结构在重复荷载作用下的性能及其变化规律。1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering结构疲劳试验

10、疲劳试验项目疲劳试验项目（1）鉴定性试验抗裂性及开裂荷载裂缝宽度及发展最大挠度及其变化幅度疲劳强度（2）科研性疲劳试验各阶段截面应力分布状况，中和轴变化规律抗裂性及开裂荷载裂缝宽度、长度、间距及发展最大挠度及其变化规律疲劳强度的确定破坏特征分析1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering结构疲劳试验 疲劳试验荷载取值疲劳试验荷载取值上限荷载：上限荷载：最大标准荷载最不利组合下产生的弯距计算下限荷载下限荷载：根据疲劳试验设备的要求而定。国内多采用等幅匀

11、速荷载：1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineering结构疲劳试验疲劳试验荷载速度疲劳试验荷载速度 荷载频率影响材料的塑性变形和徐变，频率过高对试验设施有影响 使构件在试验时实际工作时受力状态一致， 构件与荷载架不能发生共振荷载频率与结构固有频率之比应满足：3.15.0或1结构动载试验概述现代结构试验方法扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Civil Science and Engineer