结构实验技术讲稿抗震试验部分2.ppt

*§、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。*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*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。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。二、振动台基本原理振动台基础作动器台面结构模型油路*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*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。三、振动台基本性能指标*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)。*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。建设单位年代振动形式台面尺寸(m)台面自重(t)模型重(t)最大加速度(g)最大速度(mm/s)最大位移(mm)工作频率(Hz)激振力(kN)油源流量(L)控制方式生产厂家备注中国建筑科学研究院**:±:±:±:±1000Y:±1200Z:±800X:±150Y:±250Z:±1000~502000MTS三参量MTS全套MTS,台面首钢制造,目前正在调试北京工业大学*2002水平单自由度3*3625X:±:±600X:±~50250330位移部分MTS部分控制自制中国水利水电科学研究院*1987三向六自由度5*:±:±:±:±400Y:±400Z:±300X:±40Y:±40Z:±~1202*3401*5904*2001155三参量反馈Schenck工作频率高,正准备升级控制同济大学*19831995三向六自由度4*41025X:±:±:±:±1000Y:±600Z:±600X:±100Y:±50Z:±500~501200三参量反馈MTS部分部件由国内红山厂配套,运行良好哈尔滨工业大学*1987三向六自由度3*4312X:±:±600X:±~40250330位移Schenck共用油源,Schenck作动器,其余自制中国地震局工程力学研究所*19861997三向六自由度5*52030X:±:±:±:±600Y:±600Z:±300X:±80Y:±80Z:±~402*2502*2504*250自制红山设备开发能力强,全套国产河海大学*1985水平竖向双向四自由度2*:±:±:±500Z:±340X:±50Z:±~100150208MTS另有2*6m滑台广州大学1995三向六自由度3*310X:±:±:±:±100Y:±100Z:±100X:±100Y:±100Z:±500~50MTS全套引进MTS大连理工大学1985水平+竖向+摇摆3*:±:±:±500Z:±350X:±75Z:±~50152数字MTS原为单自由度昆明理工大学1984水平竖向双向2*~80MTS台湾交通大学水平单自由度3*3510X