拟静力与拟动力试验

1．土木工程结构试验分哪几类？各类试验的目的是什么？A根据试验目的,可以分为研究性试验和检验性试验。

研究性试验具有研究、探索和开发的性质。

其目的在于验证结构设计的某一理论,或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性,或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论,而系统地进行的试验研究。

检验性试验对象一般是真实的结构或构件,其目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求,并对检验结果作出技术结论。

B根据试验的荷载性质,可分为静力试验和动力试验两大类。

静力试验是结构试验中最常见的试验。

所谓"静力"一般是指试验过程中,结构本身运动的加速度效应〔惯性力效应可以忽略不计。

根据试验性质的不同,静力试验可分为单调静力荷载试验,拟静力试验和拟动力试验。

研究动荷载的特性、结构的动力特性以及结构在不同性质动荷载作用下的动力反应试验,如研究铁路或公路桥梁的振动特性、工业厂房中的吊车梁的疲劳强度与疲劳寿命、大跨结构和高耸结构在风荷载作用下的动力问题。

结构动力试验主要包括动荷载特性试验、结构的动力特性试验、结构动力反应试验、模拟地震振动台试验、风洞试验和结构疲劳试验等。

C根据试验对象的不同,可以分为实体试验和模型试验。

实体试验的试验对象一般是实际结构或构件。

模型是仿照原型〔真实结构并按照一定比例关系复制而成的试验代表物,它具有实际结构的全部或部分特征。

模型的设计制作及试验是根据相似理论,用适当的比例和相似材料制成与实际结构几何相似的试验对象,在模型上施加相似力系〔或称比例荷载,使模型受力后重演原型结构的实际工况,最后按照相似理论由模型试验结果推算实际结构的性能。

D结构试验按试验场合分为试验室试验和现场试验。

实验室试验是指在有专门设备的实验室内进行的试验。

现场试验是指在生产和施工现场进行的试验。

E根据结构或构件破坏与否,可以分为非破坏试验和破坏性试验。

非破坏试验有使用性能检验和承载力检验。

结构试验：在试验对象(实际结构物、杆件、构件、子结构或其模型)上，以仪器设备为工具，用各种试验技术为手段，在施加各种作用(荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、力、温度、变形……)的工况下，量测与试验对象工作性能有关的各种参数(应变、变形、振幅、频率……)和实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，确定工程结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论工程结构试验的任务根据不同的试验目的，以实验方式测定结构在各种作用下的相关数据,由此反映结构成构件的工作性能、承载能力和相应的安全度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要的依据工程结构试验的目的：生产鉴定或科学研究1生产鉴定性试验试验对象：实际结构或构件试验目的：检验产品是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结果作出技术结论；该类试验包括a对结构设计和施工进行鉴定（重要或新型结构、新工艺方法施工）b判断改建和加固的工程结构的实际承载能力c 为工程事故鉴定提供技术根据；2科学研究性试验a目的: 验证结构设计计算的各种假定；通过制定各种设计规范，发展新的设计理论，改进设计计算方法；为发展和推广新结构、新材料及新工艺提供理论与实践的经验。

b内容: 1验证结构计算理论的假定；2为制定或修订设计规范提供依据；3为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验根据试验目的不同可分：生产性试验和科研性试验。

试验荷载性质不同可分：静力（载荷）试验和动力（载荷）试验。

静力试验指：试验过程中，加荷导致结构本身运动的加速度效应(惯性力效应)可以忽略不计。

1静力试验又可分：单调静力荷载试验、拟静力试验和拟动力试验。

单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，用于研究结构受力性能的试验。

2动力试验包括研究动荷载的特性、结构的动力特性及结构在不同性质动荷载作用下的动力反应试验。

动荷载的特性：包括作用力的大小、方向、频率及其作用规律等；动荷载的特性试验量测内容：动荷载自身参数和主振源的测定试验；通常采用直接测定法、间接测定法和比较测定法；结构的动力特性包括结构的自振频率、阻尼比、振型等参数。

1.结构试验：结构试验是在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种实验技术为手段，在施加各种作用的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。

2.根据不同的试验目的、荷载性质、试验对象、试验场合、构件破坏与否、荷载作用时间等不同因素进行分类。

可分为研究性试验和检验性试验、静力试验和动力试验、实体试验和模型试验、实验室试验和现场试验、破坏性试验和非破坏性试验、短期荷载试验和长期荷载试验。

3.静力试验：静力试验可分为单调静力荷载试验、拟静力试验和拟动力试验。

所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动的加速度效应可以忽略不计。

4.拟动力试验：拟动力试验是将地震实际反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上，使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震作用下所经历的真实过程完全一致。

5.结构检测：结构检测是为评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。

检测包括检查和测试。

结构检测可分为结构工程质量的检测和既有结构性能的检测。

6.结构试验技术的新发展：先进的大型和超大型试验装备、现代测试技术、计算机技术的应用、基于网络的结构试验技术。

7.试验装置设计具体要求：（1）试验装置应有足够刚度。

（2）试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。

（3）试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。

（4）应满足试件就为支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。

8.加载制度：试验加载制度是指试验进行期间荷载与时间的关系。

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卸载循环的次数等。

9.测点的选择与布置应满足以下原则：（1）在满足试验目的的前提下，应使重点观测项目突出，测点宜少不宜多。

研究性试验：验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者为了创造某种新型结构体系及计算理论，而系统地进行的试验研究。

静力试验：所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动均加速度效应（惯性力效应）可以忽略不计。

单调静力荷载试验：试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。

拟静力试验：也叫低周期反复荷载试验或伪静力试验。

利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似，属于结构抗震试验方法，但其加载速度远低于实际结构在地震作用下所经历的变形速度。

结构动力试验主要包括：①动荷载的特性试验方法：直接测定法、间接测定法、比较测定法。

②结构动力特性试验；③结构的动力反应试验；④模拟振动地震台试验；⑤风洞试验；⑥疲劳试验。

实体试验和模型试验；试验室试验和现场试验；非破坏性试验和破坏性试验。

结构检测：是为了评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。

研究性试验包括哪几个阶段？设计阶段→准备阶段→实施阶段→总结阶段。

试验阶段试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）称为加载图示。

试验装置：①试验装置应有足够的刚度，在最大的试验荷载作用下，应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。

②试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。

③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。

④应满足试件就位支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。

加载制度：是指试验进行期间荷载与时间的关系。

测点的选择与布置：用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的量测时，测点的选择与布置应满足以下原则。

仪器选择与测读原则：①选择的仪器，必须能满足试验所需的精度与量程要求。

《结构检验》部分复习题参考答案一、单项选择题(红色是老师给的答案)1．对于一些比较重要的结构与工程，在实际结构建成后，要通过__B__，综合性鉴定其质量的可靠程度。

A．验算B．试验C．研究D观察2．用应变计测量试件应变时，为了得到准确的应变测量结果应该使应变计与被测物体变形___D_。

A．不一致B．不相仿C．相仿D．一致3．结构在等幅稳定、多次重复荷载作用下，为测试结构__B__而进行的动力试验为结构疲劳试验。

A．动力特性B．疲劳性能C．动力反应D．阻尼系数4．当使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时，必须配置各种_A___，来承受液压加载器对结构加载时产生的反作用力。

A．加载装置B．支承系统C．测量系统D．控制系统5．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，每级加载值不宣大于其荷载值的20%，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__A___A. 10%B. 20%C. 30%D. 40%6．混合加载是将变幅、等幅两种加载制度结合起来运用，F列各图符合上述要求的是_C_。

7．回弹值测量完毕后，应选择不少于构件的_B___测区数，在有代表性的位置上测量碳化深度值。

A．20% B．30%C．40% D．50%8．基本构件性能研究的试件大部分是采用__B__。

A．足尺模型B．缩尺模型C．结构模型D．近似模型9．科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺寸和数量的确定以及构造措施的考虑，同时必须满足结构和受力的__A__的要求。

A．边界条件B．平衡条件C．支承条件D．协调条件10.手持应变仪常用于现场测量，适用于测量实际结构的应变，且适用于_A___。

A．持久试验B．冲击试验C．动力试验 D.破坏试验11．现行规范采用的钢筋混凝土结构构件和砖石结构的计算理论，其基础是___B_。

A．理论分析B．试验研究的直接结果C．数值计算 D.工程经验12．为了使所测到的位移表示测点相对于试验台座或地面的位移，通常把传感器支架固定在__D__。

抗震拟动力试验研究综述商文龙(合肥工业大学结构工程学号：201111150802)摘要：本文主要概述了抗震拟动力试验，介绍了拟动力试验的国内外研究状况、主要试验方法、试验系统及原理、试验的数值方法及控制方法，还阐述了抗震试验的主要发展方向。

关键词：抗震;拟动力试验;发展方向;试验方法中图分类号：TU317 文献标识码：A0 引言在人类历史上，地震造成的灾害都是极其严重的，近些年来发生在人口稠密地区的几次破坏性大地震，如印度洋海啸（2004年），巴控克甚米尔大地震（2005年）和中国汶川大地震（2008）等均造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失。

为了保障人民生命安全并减少人员伤亡和社会经济损失，其根本性的预防措施在于采取合理的结构抗震设计方法，提高房屋的抗震能力，避免结构的倒塌和严重破坏。

由于地震机理和结构抗震性能的复杂性，仅以理论分析的手段还不能完全把握结构在地震作用下的性能、反应过程与破坏机理，还需要通过结构试验模拟地震作用研究结构抗震性能．1 抗震试验方法目前结构抗震试验方法分为3类：拟静力试验、振动台试验和拟动力试验[1]。

拟静力试验方法是目前结构工程中应用最为广泛的试验方法，它可以最大限度的获得试件的刚度、承载力、变形和耗能等信息，但是它不能模拟结构的地震反应全过程；振动台试验是最真实再现地震动和结构反应的试验方法，但由于台面尺寸和承载能力的限制，只能进行小比例模型的试验，且往往配重不足，不能很好满足相似条件，导致地震作用破坏形态的失真；拟动力试验方法吸收了拟静力试验和振动台试验2种试验方法的优点，同时吸收了结构理论分析和计算的优点，可以模拟大型复杂结构的地震反应，自开发成功以来，在抗震试验方面得到了广泛应用．本文对拟动力试验方法进行了简要介绍，对该方法的原理、试验方法和发展方向进行了概述。

2 拟动力试验的国内外研究现状拟动力试验又称为计算机-作动器联机试验(即0n—Line computer Test)，是将计算机的计算控制与结构试验有机地结合在一起的一种试验方法[2]。

浅谈结构拟动力试验作者：张萍来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要: 拟动力试验方法是进行结构抗震试验十分有力且适用面广的方法。

本文介绍了拟动力试验的基本原理与实现过程，对国内外拟动力试验的研究现状进行了评述，最后对该抗震试验方法的发展进行了展望。

关键词: 抗震试验；拟动力试验；远程协同试验中图分类号： TU973+.31 文献标识码： A 文章编号：前言我国是世界上多地震国家之一，历史上曾发生多次强烈地震。

中国这7%的国土上承受了全球33%的大陆强震，是世界上大陆强震最多的国家[1]。

例如1976年的唐山地震、2008年的汶川地震，波及范围之广、遭受损失之大、人员伤亡之多在世界上也是少有的。

这些地震给人民生命财产和国民经济造成了十分严重的损失。

因此，提高建筑物的抗震能力，保障人民生命财产安全是广大工程技术人员的当务之急。

由于地震机制和结构抗震性能的复杂性，人们仅以理论分析的手段尚不能完全把握结构在地震作用下的性能、反应过程和破坏机理，需要通过结构抗震试验，才能准确地把握结构的抗震性能特别是对大型复杂结构、超出抗震设计规范规定的结构和新型结构体系，必须进行抗震试验。

目前，拟静力试验、振动台试验和拟动力试验[2]是三种主要的结构抗震试验方法。

拟动力试验方法吸收了前2种试验方法的优点，也吸收了结构理论分析和计算的优点，可进行大比例模型或足尺结构抗震试验，可慢速再现结构在地震作用下的弹性-弹塑性-倒塌全过程反应，自开发成功以来，在抗震试验方面得到了广泛应用。

本文首先简单介绍了拟动力试验的研究进展，阐述了拟动力试验的基本原理、试验过程并给出了不同的拟动力试验分类及拟动力试验限制，对该方法在国内的实际应用及有关研究成果进行了评述。

一、拟动力试验的研究进展为了能够真实地模拟地震对结构的作用，日本学者M.Hakuno等人[3]最早于1969年由提出将计算机与做动器联机求解动力方程，这种方法后来被称为拟动力试验。

拟动力抗震试验方法研究综述徐建安(陕西天工建设有限公司 工程部 715517 蒲城)摘 要:拟动力试验方法是进行结构抗震试验十分有力且适用面广的方法。

本文介绍了拟动力抗震试验方法的基本原理;对该抗震试验方法的特点进行了总结;最后对该抗震试验方法的发展进行了展望。

关键词:拟动力试验;子结构试验;地震反应1.引言由于地震机理和结构抗震性能的复杂性,仅以理论分析的手段还不能完全把握结构在地震作用下的性能、反应过程与破坏机理,还需要通过结构抗震试验模拟地震作用研究抗震性能。

目前结构抗震试验方法分为三类:振动台试验、拟静力试验和拟动力试验。

振动台试验能最直接、最真实地反映结构在地震过程中的受力性能和破坏特征,但由于振动台规模和尺寸以及承载能力的限制,难以进行大比例模型或足尺结构的试验研究,并且振动过程很短促,无法进行细致的观测和记录。

而拟静力试验,尽管可以进行大型结构的试验研究,并能最大限度地获得结构的刚度、承载力、变形和耗能等信息,但由于所采用的周期性加载制度,很难将观察到的反应与所期望的地震非周期性反应联系起来。

不能模拟结构的地震反应全过程;拟动力试验则吸收了拟静力试验和振动台试验方法的优点,同时吸收了结构理论分析和计算的优点,可以模拟大型复杂结构的地震反应,自开发成功以来,在抗震试验方面得到了广泛应用。

本章对拟动力试验方法进行了简要介绍,对该方法的有关研究成果进行了评述,并对拟动力试验方法存在的问题和发展方向进行了探讨。

2.拟动力试验原理一个离散的多自由度系统在地震动作用下的动力方程为:[M]{X}+[C]{X}+{P}=-[M]{Z0}(1)式中:{X}、{X}、{P}为各质点的加速度、速度、恢复力向量;{M}、{C}分别为质量矩阵与阻尼矩阵;为地震地面运动加速度向量。

[C]= M[M]+ K[K]M=2( i j- j-j)(i+j)(j-i)(2)K=2( j j- i j)(i+j)(j-i)式中:[K]为结构刚度矩阵; i和 j为第i、j振型的阻尼比;i、j分别为第i、j振型的圆频率。

一、填空题1、预应力钢筋可分为高强钢丝、高强度粗钢筋、钢铰线三大类。

2、部分预应力混凝土中非预应力钢筋的三种作用：一：用非预应力筋来加强应力传递时梁的强度二：非预应力筋承受临时荷载或者意外荷载，这些荷载可能在施工阶段出现三：是用非预应力筋来改善梁的结构性能以及提高梁的承载能力3、对于部分预应力混凝土受弯构件的裂缝控制，《PPC建议》提供了两种方法：一种：直接计算裂缝的宽度并加以限制。

另一种：采用名义拉应力的方法验算。

其中适合受弯构件的裂缝计算的基本理论是无滑移理论、适合受拉构件的裂缝计算的基本理论是粘结滑移理论。

粘结滑移理论的裂缝宽度是由于钢筋和相邻混凝土不再保持变形协调，出现相对滑移而造成的，无滑移理论的裂缝宽度是由于钢筋周围混凝土受力时变形不均匀造成的。

4、《PPC建议》按照使用荷载短期组合作用下构件正截面混凝土的应力状态，部分预应力混凝土构件可分为以下两类：A类： A类构件（拉而无裂）；B类: B类构件（裂而有限）；《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)则从其正常使用极限状态的拉应力与裂缝的控制作了规定，该规范中的裂缝控制二级与三级的预应力混凝土构件即属于部分预应力混凝土。

5、预应力的长期损失有预应力筋的松弛损失、混凝土的收缩与徐变损失。

6、混凝土的徐变理论中，基于老化理论的徐变系数值取决于加载龄期，基于先天理论的徐变系数值取决于构件上的荷载持续时间。

混凝土的徐变理论中，适用于混凝土加载初期的的是老化理论，适用于混凝土加载后期的的是先天理论。

7、全截面消压分析方法的基本原理是钢筋混凝土大偏心受压构件的分析方法。

预应力度消压与全截面消压的区别在于：预应力度消压：预应力为0 σ＝0。

全截面消压：预应变为0 ε＝0。

8、预应力混凝土三种不同的概念为：一：预加力使混凝土成为弹性材料的概念。

二：对混凝土构件施加预应力是为了使高强钢材与混凝土能协同工作的概念。

三：施加预应力是实现部分荷载平衡的概念。

拟动力试验名词解释-回复
拟动力试验是指在实验室条件下，模拟地震、风荷载等动力作用对建筑物或结构进行的一种试验。

这种试验旨在研究和评估建筑物或结构在实际动力作用下的性能和安全性。

在拟动力试验中，通常会使用专门的设备如振动台、风洞等来模拟实际的动力作用。

通过调整设备的参数，可以模拟出不同强度和频率的动力作用，以此来观察和分析建筑物或结构的响应情况。

拟动力试验是土木工程、结构工程等领域中常用的一种试验方法，对于提高建筑物和结构的安全性和可靠性具有重要的意义。