结构低周反复加载

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内容一般应包括哪些？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范提供依据。

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。

低周往复实验位移控制的加载制度引言低周往复实验是一种重要的力学试验方法，广泛应用于材料力学、地震工程、结构悬挂系统等领域。

在该试验中，位移控制是关键的操作之一。

本文将介绍一种用于低周往复实验的位移控制加载制度，详细介绍其原理、应用以及未来的发展方向。

基本原理低周往复实验的位移控制是通过控制加载装置施加的力来实现的。

该加载制度的基本原理是，通过控制液压系统的工作状态，使加载装置产生恒定的位移量，并保持该位移量在往复加载过程中稳定。

具体来说，该加载制度包括以下两个关键组成部分：1.液压系统液压系统是实现位移控制的关键部分。

它由液压泵、电液伺服控制阀、平衡阀和液压缸组成。

液压泵提供液压能量，电液伺服控制阀控制液压流量和压力，平衡阀用于平衡系统压力，液压缸负责产生相应的位移。

系统通过控制电液伺服控制阀的开关状态，控制液压缸的伸缩，从而实现恒定的位移控制。

2.位移测量和反馈控制为了保证加载制度的准确性和稳定性，需要使用位移测量和反馈控制系统。

常见的位移测量方法包括位移传感器和位移测量仪器。

位移传感器用于直接测量加载装置的位移，并将测量结果传输给反馈控制系统。

反馈控制系统通过与设定位移进行比较，控制液压系统的工作状态，以实现位移的精确控制。

应用领域低周往复实验位移控制的加载制度在以下领域具有广泛应用：1.材料力学实验材料的疲劳性能是评估其安全可靠性和使用寿命的重要指标。

低周往复实验位移控制的加载制度可以模拟真实工况下的往复加载过程，帮助研究材料的疲劳行为和损伤机制，为材料的设计和改进提供依据。

2.地震工程研究在地震工程研究中，低周往复实验位移控制的加载制度可以用于模拟地震作用下结构的往复变形。

通过控制加载装置的位移，可以研究结构的抗震性能、损伤程度以及耐震改造方法等问题，为地震工程的设计和防灾减灾提供重要参考。

3.结构悬挂系统测试结构悬挂系统在航空、汽车等领域中广泛应用，其性能和可靠性对系统的安全运行至关重要。

第四节结构低周反复加载静力试验结构承受的地震荷载实质上是承受多次反复的水平荷载作用，由于结构是依靠本身的变形来消耗地震输给的能量，所以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。

由于设备和试验条件的限制，国内外大量的结构抗震试验都是采用低周反复加载的试验方法，即假定在第一振型(倒三角形)条件下给试验对象施加低周反复循环作用的位移或力(图18—4—1)，由于低周反复加载时每一加载的周期远远大于结构自身的基本周期，所以这实质上还是用静力加载方法来近似模拟地震作用。

为此人们又称低周反复静力加载试验为伪静力或拟静力试验。

低周反复加载静力试验的不足之处在于试验的加载历程是事先由研究者主观确定的，荷载是按位移或力对称反复施加，因此与任一次确定性的非线性地震反应相差很远，不能反映出应变速率对结构的影响。

一、结构低周反复加载静力试验的加载制度（一）单向反复加载1．控制位移加载法控制位移加载法是在加载过程中以位移为控制值，或以屈服位移的倍数作为加载的控制值、这里位移的概念是广义的，它可以是线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应的参数。

当试验对象具有明确有屈服点时，一般都以屈服位移的倍数为控制值。

当构件不具有明确的屈服点时(如轴力大的柱子)或干脆无屈服点时(无筋砌体)，则由研究者主观制订一个认为恰当的位移标准值δ0来控制试验加载。

在控制位移的情况下，又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载。

(1)变幅加载控制位移的变幅加载如图18—4—1(a)所示。

图中纵坐标是延性系数μ或位移值，横坐标为反复加载的周次，每一周以后增加位移的幅值。

用变幅加载来确定恢复力模型，研究强度、变形和耗能的性能。

(2)等幅加载控制位移的等幅加载如图18—4—2所示。

这种加载制度在整个试验过程中始终按照等幅位移施加，主要用于研究构件的强度降低率和刚度退化规律。

(3)变幅等幅混合加载混合加载制度是将变幅、等幅两种加载制度结合起来如图18—4—3所示。

低周往复加载试验的说法低周往复加载试验是一种常用的工程试验方法，用于评估材料或结构在低周荷载下的性能和行为。

本文将从试验原理、试验设备、应用领域、试验结果分析等方面，详细介绍低周往复加载试验的相关内容。

低周往复加载试验是指在低周往复荷载下对材料或结构进行一系列加载和卸载过程的试验。

与高周往复加载试验相比，低周往复加载试验主要针对在较低频率下工作的结构或材料进行评估。

低周往复加载试验的频率通常在0.01Hz到10Hz之间。

低周往复加载试验的主要原理是通过施加循环荷载，并记录试样在加载和卸载过程中的应变和应力变化，从而评估试样的疲劳性能和损伤特征。

试样在加载过程中会发生各种力学行为，比如弹性变形、塑性变形、破坏等，这些行为可以通过应变和应力变化来定量分析。

为了进行低周往复加载试验，需要一些专门的试验设备。

常见的设备包括试验机、负载控制器、数据采集系统等。

试验机用于施加荷载并控制加载的循环次数和频率，负载控制器用于确保施加的循环荷载符合预定的要求，数据采集系统用于记录试样在试验过程中的应变和应力变化。

低周往复加载试验在很多领域都有广泛的应用。

在材料科学中，它可以用于评估金属和合金的疲劳性能和耐久性，比如用于评估航空发动机叶片、汽车发动机零部件的寿命等。

在土木工程领域，低周往复加载试验可以用于评估混凝土结构、钢筋混凝土桥梁等的性能和安全性。

低周往复加载试验的结果分析是评估试样性能和行为的关键一步。

通过分析试样在试验过程中的应变和应力变化，可以得出一些有价值的信息，比如试样的疲劳寿命、损伤特征、强度参数等。

这些信息对于材料和结构的设计和使用具有重要意义。

总的来说，低周往复加载试验是一种重要的工程试验方法，可以用于评估材料和结构的性能和行为。

通过施加循环荷载并记录试样的应变和应力变化，可以得出一些有价值的结果，对于设计和使用材料和结构具有重要意义。

在实际应用中，我们应该合理选择试验设备和参数，并结合试验结果进行全面分析和评估。

1、加载制度
试验采用在恒定竖向力作用下施加往复水平位移的拟静力试验方法。

试验加载装置如图1所示。

试件通过地梁固定在试验台座上，采用液压千斤顶对试件施加恒定的竖向压力，采用一个液压伺服千斤顶施加往复水平位移，水平加载高度距离地梁顶面3150mm，施加水平位移时先推（正向加载）后拉（反向加载）。

前两级加载的位移角为1/1000、1/500，每级位移循环1次；之后加载的位移角分别为1/200、1/150、1/100、1/75、1/50、1/40、1/35、1/30，每级位移循环2次，位移角加载到1/30或水平承载力下降至极限承载力的85%时，试验结束。

其中位移角为试件加载板上测点的水平位移与该测点高度3150mm的比值。

表2 试件承载力计算
各试件轴压比均为0.13.。