第七章结构动载试验学习辅导

第7章　力　法
7.1　复习笔记【知识框架】
【重点难点归纳】
一、概述（见表7-1-1）　★★
表7-1-1　概述
二、超静定次数的确定（见表7-1-2）　★★★★
表7-1-2　超静定次数的确定
三、力法的基本概念（见表7-1-3）　★★★
力法的基本概念，包括基本未知量、基本体系、基本结构以及基本方程见表7-1-3，此外，表中还归纳了超静定结构的力法分析步骤。

表7-1-3　力法的基本未知量、基本体系和基本方程
四、力法的典型方程（见表7-1-4）　★★★
表7-1-4　力法的典型方程
五、对称性的利用　★★★★
1．对称结构及作用荷载的对称性（表7-1-5）
表7-1-5　对称结构及作用荷载的对称性
2．非对称荷载的处理（表7-1-6）
表7-1-6　非对称荷载的处理。

第七章地基承载力学习指导内容简介当基底压力超过地基极限承载力时，地基将会失稳破坏。

本章主要讨论地基的变形和破坏特征，介绍按塑性区发展范围确定地基承载力的方法、地基极限承载力的计算公式、确定天然地基容许承载力的方法等问题。

教学目标重点学习地基变形的极限承载力、容许承载力的求法，对理论推导作一般了解。

学习要求1、掌握地基承载力、地基极限承载力、容许承载力、塑性区的概念2、了解地基变形的三个阶段和竖直荷载作用下地基破坏形式3、掌握地基极限承载力求解的方法4、掌握地基容许承载力求解的方法基本概念地基承载力、地基极限承载力、容许承载力、塑性区、整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏、临塑荷载、临界荷载学习内容第一节概述第二节确定地基承载力的原位试验第三节按塑性变形区发展范围确定地基容许承载力第四节确定地基极限承载力的理论公式第五节天然地基的容许承载力学时安排本章总学时数：5.5学时第一节0.5学时第二节1学时204第三节 1学时第四节2学时第五节1学时主要内容第一节概述一、地基承载力研究中几个常用名词地基单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力。

通常可将地基承载力区分为两种，一种称为极限承载力，即地基即将丧失稳定性时的承载力；另一种称为容许承载力，即地基稳定有足够的安全度并且变形在建筑物容许范围内时的承载力。

1、当土中一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。

2、若土体中某一区域内各点都达到极限平衡状态，这一区域就称为极限平衡区，或塑性区。

3、地基单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力。

4、地基即将丧失稳定性时的承载能力称为地基极限承载力pu。

5、容许承载力[R]是指地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时的承载力。

6、承载力基本值（f0）：是指按有关规范规定的一定的基础宽度和埋深条件下的地基承载能力，按有关规范查表确定。

7、承载力标准值（f k）：是指按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的地基承载能力。

第4章结构动载试验主要内容⏹1、概述⏹2、结构动载试验的仪器仪表⏹3、结构振动测试⏹4、结构抗震试验⏹5、结构疲劳试验根据荷载作用时间和反复作用的次数4.1 概述⏹爆炸或冲击荷载试验（耐火试验）⏹结构抗震试验-地震模拟振动台试验☐地震模拟振动台试验、低周反复荷载试验（拟静力试验）、拟动力试验⏹结构疲劳试验☐吊车梁、桥梁受重复荷载作用☐砼：200万次；钢：500万次；频率≤10Hz；最大试验荷载通常小于静力破坏荷载的70%⏹结构振动试验（注意和抗震试验的区别）☐主要目的：获取结构的动力特性（频率、振型、阻尼比）动载试验和静载试验区别：⏹动载试验中，结构上的荷载随时间连续变化（大小、方向；数据采集量远大于静载试验）⏹动荷载作用下的反应与结构自身动力特性密切相关⏹动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化（抗震试验除了要得到最大承载力即强度外，还要获得延性、耗能能力等）⏹冲击和爆炸荷载作用下，结构在很短时间内达到极限承载能力（材料应变率对材料力学性能的影响）4.2 结构动载试验的仪器仪表⏹动载试验中，结构反应的基本量是：动位移、速度、加速度和动应变⏹动态信号测试系统组成：⏹人工读数方式已不可能。

必须以一定频率连续地、自动地采集上述不断变化的物理量动态信号测试系统的评价指标和性能参数⏹与频率相关的特性☐赫兹（Hz）：信号每秒反复的次数☐高频、低频、静态（频率为零）信号☐动态信号与静态信号叠加在一起时，静态信号称之为直流分量☐土木工程结构典型频率一般在100 Hz内（要求仪器的低频性能好）；发动机5000Hz或以上（要求仪器的高频性能好）动态信号测试系统的评价指标和性能参数⏹信号的滤波和衰减☐滤波：滤除动态信号中的某些成分。

即从输入信号的全部频率分量中，分离出某一频率范围内所需要的信号☐衰减：信号在传输时受到抑制的现象☐通频带、阻频带、截止频率（通频带与阻频带之间的界限）☐低通、高通、带通、带阻☐模拟滤波器、数字滤波器动态信号测试系统的评价指标和性能参数⏹信号放大和衰减的表示方法☐用dB（分贝）这个单位表示信号的放大和衰减G = 20lg(x/x0)G: 功率变化，单位是dB；x、x0：动态信号，如加速度等⏹动态仪器的输入输出和阻抗匹配☐阻抗：电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用☐输入电路和输出电路的阻抗相近或相等时称为阻抗匹配，此时输出功率最大⏹绝对振动测量和相对振动测量⏹测量仪器的分辨率4.2.3 动载试验中的传感器⏹惯性式传感器内部有一个SODF振动系统⏹电动式（磁电式）传感器基于磁电变换⏹压电式传感器☐晶体（石英、压电陶瓷）受力产生电荷，电荷量与外力大小成正比，这种现象称为压电效应；☐压缩型和剪切型传感器☐灵敏度：越高，质量越大，频率响应范围越窄；☐频率响应曲线P864.2.4 动载试验加载设备与方法⏹1、设备分类与基本要求设备作用：使被测结构处于试验目的规定的运动状态☐电液伺服加载系统⏹可用于静载试验，也可用于拟（动）静力、疲劳试验等压电传感器☐激励锤（力锤）和激振器⏹主要用于结构模态试验或结构动力性能测试⏹力锤：瞬态激励激振器：稳态激励4.2.4 动载试验加载设备与方法⏹1、设备分类与基本要求☐疲劳试验机☐其它加载设备⏹落锤试验、跳车试验P924.3 结构振动测试测试目的：⏹通过振动测试，掌握结构的动力特性，为结构动力分析和动力设计提供试验依据；⏹通过结构振动测试，掌握结构上的动荷载特性；脉动风测试；楼板振动测试；桥梁振动测试；。