低周反复试验加载方案
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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。
建筑结构试验习题1一、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。
( C )A.模拟B.仿真C.实验D.计算2.结构试验前,应进行预加载,下列论述哪一项不当?(B)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3.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 )A.正位试验B.反位试验C.卧位试验D.异位试验4.钢结构试验时,持荷时间不少于( D )A.1分钟B.3分钟C.5分钟D.10分钟5.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( D )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6.下列哪一点不是低周反复试验的优点? ( D )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7.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? ( B )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8.下列哪种方法施加动力荷载时,没有附加质量的影响?( D )A.离心力加载法B.自由落体法C.摆锤激振D.初位移加载法9.下列哪个不是测量仪器的技术指标?( D )A.量程B.分辨率C.重复性D.重量10.结构静力试验的试验加载制度是( B )A.采用控制荷载或变形的低周反复加载B.采用包括预加载、设计试验荷载和破坏荷载的一次单调加载C.采用正弦激振加载D.采用模拟地面运动加速度地震波的激振加载11.支座的型式和构造与试件的类型和下列何种条件有关? ( C )A.力的边界条件B.位移的边界条件C.边界条件D.平衡条件12.对于混凝土结构试验,在达到使用状态短期试验荷载值以前,每级加载值不宜大于其荷载值的____,在接近其使用状态短期试验荷载值后,每级加载值不宜大于其荷载值的10%。
全国2010年1月自学考试建筑结构试验试题课程代码:02448一、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.为了帮助试验者在静力状态下进行拟动力试验,量测结构在输入地面运动加速度作用时的动力反应,在结构试验中常采用与计算机联机的电液伺服( )A.激振器B.作动器C.振动台D.加载系统2.利用油压能使液压加载器产生较大的荷载,并具有试验操作安全方便的优点,是结构试验中应用比较普遍和理想的一种加载方法称为( )A.重力加载B.液压加载C.机械加载D.气压加载3.使用油压表测定荷载值选用油压表的精度不应低于....( )A.1.0级B.1.5级C.2.0级D.2.5级4.结构疲劳试验机的脉动频率可根据试验的不同要求,任意调节选用的范围是( )A.100—200次/分B.100—300次/分C.100—400次/分D.100—500次/分5.电子计算机技术的发展在传统的理论与试验之间提供了一条通过________建立联系的新途径。
( )A.计算B.设计C.量测D.数据6.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7.在实际工作中,进行动力试验之前,为了了解结构在静力荷载下的工作特性,往往先进行( ) A.静力试验 B.模拟试验C.计算D.分析8.地震模拟振动台试验是一种________抗震动力试验。
( )A.低周反复B.伪动力特性C.非周期性D.周期性9.利用在磁场中通电的导体受到与磁场方向相垂直的作用力的原理实施的加载方法称( ) A.电磁加载 B.机械加载C.气压加载D.重力加载10.在电测仪器中,能够将信号放大,并能使电路与传感器、记录器和显示器相匹配的仪器称为( )A.显示器B.示波器C.传感器D.放大器二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。
钢套箍钢筋混凝土梁柱节点低周反复加载试验研究曹晖;雍彪;华建民;李国荣【摘要】对于常规钢筋混凝土梁柱节点,经常出现梁纵筋在节点内紧密排列、左右交错而导致混凝土浇筑困难的情况。
相交的梁纵筋处于同一标高,往往需要对梁纵筋进行弯折处理。
这既给施工带来了不便,又使构件的受力性能受到影响。
本文提出一种新型的钢筋混凝土梁柱节点构造方式,即钢套箍钢筋混凝土梁柱节点。
按此节点构造方式制作了2个钢筋混凝土梁柱组合体试件,进行低周反复加载试验。
分析了其节点区抗剪承载力、破坏特征、滞洄耗能等性能。
并采用有限元软件ABAQUS进行了补充分析。
结果表明建议的节点构造方式不仅能够极大地方便节点部位的混凝土施工,并且具有良好的承载能力和抗震性能。
%Ordinary RC beam-column joint is the place where the longitudinal bars of beams meet and cross each other,this often makes the joint space so crowded that the concrete is hard to be casted and vibrated .Furthermore,since the longitudinal bars from different directions are at the same height,some of them have to be bended to avoid inconvenience.These problems not only bring some difficulties to consctruction,but also cause some impacts onthe behavior of components.Here,a new type of RC beam-columnjoint,i.e.,steel-hoop RC joint was proposed.Two steel-hoop RC beam-column joints were made,and with them pseudo-static tests were carried out under cyclic loading.The shear capacity,failure modes,and ductility as well as energy dissipation of the two joints were studied.Several FE models were established and analyzed with ABAQUS.The results showed that the suggested new type of RC joint can significantly improve the convenienceof concrete construction,and achieve good performances of load-bearing capacity and aseismic ability.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】6页(P123-128)【关键词】钢筋混凝土节点;钢套箍;力学性能;抗震性能;破坏形式【作者】曹晖;雍彪;华建民;李国荣【作者单位】重庆大学土木工程学院,重庆 400045; 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045;重庆大学土木工程学院,重庆 400045;重庆大学土木工程学院,重庆 400045; 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045;重庆大学土木工程学院,重庆 400045; 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045【正文语种】中文【中图分类】TU375在钢筋混凝土梁柱节点施工时,经常出现因梁纵筋在节点区范围内紧密排列、左右交错而导致混凝土不易浇筑的情况。
名词解释1.预埋拔出法(先装拔出法):在浇筑混凝土前,于混凝土表层以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,使混凝土沿着一个与轴线成2α角度的圆锥面破袭而被拔出,根据专用的测强曲线,由拔出力推定混凝土的抗压强度,称为预埋拔出法2.控制测点:结构物的最大挠度和最大应力等数据,通常是设计和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,称之为控制测点3.几何相似:结构模型和原型满足几何相似,即要求模型和原型结构之间所有对应部分尺寸成比例4.测量仪器的量程:仪器可以测量的最大范围5.测量仪器的线性度:仪器标准曲线对理想拟合直线的接近程度。
可用标准曲线与拟合直线的最大偏差作为评定指标,并用最大偏差与满量程输出的百分比来表示6.重力加载法:重力加载就是将物体本身的重力施加于结构上作为荷载。
7.预载试验:在结构进行正式加载试验前,一般需要对结构进行预载试验,可以使结构进入正常的工作状态,检查现场的试验组织工作和人员情况,检查全部试验装置和荷载设备的可靠性,对整个试验起演习作用。
通过预载试验发现的问题,必须逐一加以解决8.结构静力试验:在静力荷载作用下研究结构的强度、刚度、抗裂性和破坏机理。
9.低周反复加载试验:低周反复加载试验又称伪静力试验或拟静力试验,一般给试验对象施加低周反复作用的力或位移,来模拟地震对结构的作用,并评定结构的抗震性能和能力。
由于低周反复加载时每一加载的周期远大10.加载制度:试验加载制度是指试验进行期间荷载的大小和方向与时间的关系。
它包括加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加载卸载循环次数。
11.质量相似:在结构的动力问题中,要求结构的质量分布相似,即模型与原型结构对应部分的质量成比例12.测量仪器的灵敏度:被测量的单位物理量所引起仪器输出或显示装置示值的大小,即仪器对被测物理量变化的反应能力13.试验加载误差:试验装置设计和边界条件模拟上的不完善,会使试件受荷载作用后不能很好反映它的实际工作。
第35卷第1期 2012年1月合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.35No.1 Jan.2012 收稿日期:2011-03-14;修回日期:2011-05-19基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(090414163)作者简介:吴 童(1984-),男,安徽宣城人,合肥工业大学硕士生;柳炳康(1952-),男,安徽凤阳人,合肥工业大学教授,博士生导师;周 安(1964-),男,安徽六安人,博士,合肥工业大学教授,硕士生导师.Doi:10.3969/j.issn.1003-5060.2012.01.021低周反复荷载下再生混凝土框架边节点受力性能试验研究吴 童, 柳炳康, 周 安, 陈丽华(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:文章对再生混凝土框架边节点的受力性能进行了研究,通过2榀边节点试件在低周反复荷载下的试验,了解节点的破坏过程、承载能力、滞回曲线、耗能性能和延性指标,分析节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏2种破坏模式对构件承载能力和延性性能的影响。
研究表明,再生混凝土框架边节点构件发生梁端弯曲破坏时,纵向钢筋屈服,截面充分转动,滞回曲线丰满,具有良好的耗能能力,可满足抗震性能要求。
关键词:再生混凝土;框架边节点;破坏形态;滞回曲线;抗震性能中图分类号:TU375.4 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2012)01-0082-04Experimental study of mechanical behavior of recycled aggregateconcrete frame exterior joints under low reversed cyclic loadingWU Tong, LIU Bing-kang, ZHOU An, CHEN Li-hua(School of Civil and Hydraulic Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China)Abstract:Two frame exterior joints specimens of recycled aggregate concrete(RAC)were tested underlow reversed cyclic loading to study their seismic behavior,including failure process,carrying capaci-ty,hysteretic curves,energy dissipation capacity and ductility index.The beam-column joints coreshear failure and the beam-ends flexural failure described in this paper respectively has certain effecton the carrying capacity and ductility of two RAC specimens.When the beam-ends flexural failure oc-curs,the RAC frame exterior joints specimens have satisfying energy dissipation capacity with yieldinglongitudinal reinforcement,fully-rotated sections and full hysteretic curve,which can meet the seismicrequirements.Key words:recycled aggregate concrete(RAC);frame exterior joint;failure form;hysteretic curve;seismic behavior 随着我国城市化进程的加快与公路建设的迅猛发展,伴随着大规模的改建和扩建工程,产生了大量的建筑废弃物。
第二章结构试验的加载设备结构静力(单调)加载试验结构低周反复加载试验(伪静力试验)2-1 当用一个加载器施加两点或两点以上荷载时常通过分配梁实现。
下列哪一项对分配梁的要求提法不当?(A)单跨简支形式;(B)刚度足够大;(C)配置层数按实际需要而定;(D)重量尽量小。
2-2 在确定试验的观测项目时,应该按哪一项考虑?(A)整体变形测量;(B)局部变形测量;(C)首先考虑整体变形测量,其次考虑局部变形测量;(D)首先考虑局部变形测量,其次考虑整体变形测量。
2-3 用应变计测控制截面的内力,图18-1中哪种布置是不当的?(a)(c)(d)2-4 为测定混凝土应力-应变全曲线,除了对加载装置的强度有要求外,还必须满足下列哪项要求?(A)有足够的刚度;(B)便于试件安装;(C)便于观测;(D)构造简单。
2-5 预加载的目的不包括下列哪一项?(A)使结构进入正常的工作状态;(B)检查现场的试验组织工作和人员工作情况;(C)检查全部试验装置和荷载设备的可靠性;(D)确定开裂荷载值。
2-7 为求得柱与压杆纵向弯曲系数的试验时,构件两端均应采用什么支座形式?(A)可动铰支座;(B)国定铰支座;(C)球铰支座;(D)刀口支座。
2-9 下列哪一条不是低周反复加载试验的目的?(A)研究结构的动力特性;(B)研究结构在地震荷载作用下的恢复力特性;(C)判断和鉴定结构的抗震性能;(D)研究结构的破坏机理。
2-10 下列低周反复加载试验的加载方案,哪一种是不对的?(A)控制位移加载;(B)控制加速度加载;(C)控制作用力加载;(D)控制作用力和位移的混合加载。
2-11 图18-7所示双向低周反复试验加载制度中哪一种属于X、Y轴先后反复加载?2-12砌体结构抗震性能试验中,为了能再现地震力作用下墙体经常出现的斜裂缝或交叉斜裂缝的破坏现象,试验装置形式的选择主要取决于下列哪一项?(A)试件破坏形式是否符合墙体的震害规律和试件的受力简图;(B)试验设备的加载能力;(C)试验加载设备的先进性和精度;(D)试件的大小。
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。
低周反复荷载低周反复荷载是一种土木工程中常用的加载方法,旨在测试材料和结构在长期、重复负载下的性能和耐久性。
本文将介绍低周反复荷载的定义、使用范围、实施方法和其在工程实践中的应用。
1. 定义低周反复荷载是指在相对较短的时间内,重复施加相同或相似的荷载到结构或材料上,以模拟实际使用中可能遇到的长期、重复负载。
通过进行低周反复荷载试验,可以评估结构或材料的强度、变形、疲劳寿命等性能指标。
2. 使用范围低周反复荷载广泛应用于土木工程领域,特别是桥梁、楼房、基础和地基等建筑结构的设计和评估。
此外,低周反复荷载也被用于评估建筑材料(如混凝土、钢材等)的性能,并指导工程材料的选用和优化。
3. 实施方法低周反复荷载试验通常使用专门设计的试验设备来施加荷载,并对结构或材料的变形、应力、疲劳寿命等进行监测和记录。
具体实施方法包括以下几个步骤:a) 确定荷载规模和加载方式:根据实际工程需求和设计要求,确定试验所需的荷载规模、加载方式(单向加载、双向加载等)以及加载频率。
b) 选择试验设备:根据试验需求和样品特点,选择适当的试验设备,如振动台、液压机等。
c) 安装样品和传感器:将待测样品安装到试验设备上,并安装应变计、位移计等传感器,以监测变形和应力的变化。
d) 执行试验:按照预定的荷载规模和加载方式,开始执行低周反复荷载试验,同时记录和监测样品的响应。
e) 评估结果:根据试验数据和监测结果,评估结构或材料的性能指标,如强度、疲劳寿命等。
4. 工程应用低周反复荷载在土木工程实践中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:a) 桥梁设计:通过进行低周反复荷载试验,可以评估桥梁结构在长期重复负载下的承载能力和变形情况,指导桥梁的设计和改进。
b) 建筑结构评估:对于楼房、大厦等建筑结构,低周反复荷载试验可以评估其在地震、风载等荷载作用下的变形和破坏机制,指导结构的设计和安全评估。
c) 地基基础评价:低周反复荷载试验可以模拟地震和动荷载对地基基础的影响,评估地基的稳定性和承载力,指导地基设计和改进。
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.。
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.。