1、第第6知識單元知識單元 結構低周反復加載靜力試驗結構低周反復加載靜力試驗主要內容: 6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 6.2 加載制度，滯回曲線的獲得 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 目的：研究結構在經受模擬地震作用的低周反復荷載后的力學性能和破壞機理，掌握結構低周反復加載靜力試驗。 建筑結構抗震研究要求結構物在模擬地震的荷載作用下進行試驗，以觀測結構的強度、變形、非線性能和結構的實際破壞狀態。 結構抗震性能研究的主要試驗手段： 低周反復加載靜力試驗（偽靜力試驗） 偽動力試驗 振動臺試驗6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 結構抗震性能研究的主要試

2、驗手段： 偽動力試驗 偽動力試驗的目的：一是確定結構線性動力特性，即結構在彈性階段變形比較小的情況下自振周期、振型、能量耗散和阻尼值；二是研究結構的非線性性能，如結構進入非線性階段的能量耗散、滯回特性、延性性能、破壞機理和破壞特征。 6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 結構抗震性能研究的主要試驗手段： 偽動力試驗 結構抗震動力試驗可以區分為周期性和非周期性的動力加載試驗。在結構抗震動力試驗中，由于周期性的動力加載比較容易實現，目前在實際試驗中應用得比較普遍，如采用偏心激振器、電液伺服加載器及單向周期性振動臺等加載設備均能較好地滿足試驗要求。6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 結構抗震性能研究的

3、主要試驗手段： 振動臺試驗 為了更好地反映結構受地震作用的動力性能，采用模擬地震的非周期性動力加載試驗，更接近于結構受地震動力作用的工作狀態。這樣，在結構抗震試驗中，非周期性的動力加載試驗具有更大的意義。目前進行非周期性動力加載試驗的方法主要有模擬地震振動臺試驗，人工地震(人工爆破)試驗和天然地震試驗。 6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 結構抗震性能研究的主要試驗手段： 振動臺試驗 建筑物振動臺試驗建筑物振動臺試驗6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 結構抗震性能研究的主要試驗手段： 振動臺試驗 地震模擬器地震模擬器6.1 低周反復加載靜力試驗的目的 采用低周反復加載靜力試驗的特點： 優點：在

4、試驗過程中可以隨時停止下來觀察結構的開裂和破壞狀態，便于檢驗校核試驗數據和儀器的工作情況，并可按試驗需要修正和改變加載歷程。不足之處：試驗的加載歷程是事先由研究者主觀確定的，與地震記錄不發生關系；由于荷載是按力或位移對稱反復施加，因此與任一次確定性的非線性地震反應相差很遠，不能反映出應變速率等對結構的影響。 6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.1單向反復加載制度 控制位移加載法、控制荷載加載法、控制荷載和位移混合加載法。6.2.2雙向反復加載制度 X、Y軸雙向同步加載。 X、Y軸雙向異步加載。6.2.1單向反復加載制度 常用的三種加載方法： 控制位移加載法、控制荷載加載法、控制荷載和位移混

5、合加載法。6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.1單向反復加載制度1、控制位移加載法： 這種加載方案即是在加載過程中以位移為控制值，或以屈服位移的倍數作為加載的控制值。這里位移的概念是廣義的，它可以是線位移，也可以是轉角、曲率或應變等相應的參數。 變幅加載：常作為探索性試驗研究用（我國規范規定同一級荷載下重復三次）。 等幅加載：用于研究強度退化和剛度退化（規范規定不少于5次）。 變幅等幅混合加載：研究內容廣，常用于綜合性研究。6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.1單向反復加載制度2、控制荷載加載法： 是通過控制施加于結構或構件的作用力數值變化來實現的。（該法用的少）6.2 加載制度，滯回

6、曲線的獲得6.2.1單向反復加載制度3、控制荷載和控制位移的混合加載法： 我國規范規定的加載制度。6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.2 雙向反復加載制度 用于研究地震作用下空間結構的抗震性能。6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.2 雙向反復加載制度1、X、Y軸雙向同步加載。 與單向反復加載相同，低周反復荷載作用在與構件截面主軸成角的方向作斜向加載，使X、Y兩個主軸方向的分量同步作用。 6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.2.2 雙向反復加載制度2、X、Y軸雙向異步加載。 6.2 加載制度，滯回曲線的獲得6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 磚石及砌體結構的房屋是我國目前民用建筑中的

7、一種重要的結構形式。經地震震害的調查表明它的抗震性能較差。因此，通過磚石及砌體墻體的強度與變形性能的試驗研究，對探討磚石及砌體房屋的破壞機理、對抗震設計計算方法的分析研究和提高其抗震性能具有重要意義。 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試件和邊界條件的模擬6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試件和邊界條件的模擬6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 為滿足試件受力的邊界條件，試驗裝置設計要求： 1. 試驗裝置應盡可能模擬水平地震荷載作用下墻 體的受力狀態，重現

8、地震時震害出現的剪切破壞 現象。 2. 試驗裝置對墻體試件底部應滿足固定邊界條件，頂部能實現平移邊界條件，對于高寬比較小的墻體，頂部也可采用自由邊界條件。 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗裝置和加載設計6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗裝置和加載設計6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗裝置和加載設計6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 固端平移式試驗裝置6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6

9、.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗觀測項目和測點布置6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗觀測項目和測點布置6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗觀測項目和測點布置6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗觀測項目和測點布置6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.1 磚石及砌體結構抗震性能研究 試驗觀測項目與測點布置 裂縫及初裂荷載：初裂荷載的判定（目測、應變片、曲線拐點）。破壞荷載。 墻體位移和荷載變形曲線：消除支座位移影響、平面外偏心

10、影響。 應變測量：由于墻體（磚、砂漿）由兩種材料組成，具有不均勻性，用大標距的電阻應變片或機械引伸儀測量，或大標距的位移計等。6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.2 鋼筋混凝土框架梁柱節點組合體的結構抗震性能研究 框架節點復雜的受力特征（水平荷載下）：以抗剪為主。 強節點弱構件 強剪弱彎 強柱弱梁6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析6.3.2 鋼筋混凝土框架梁柱節點組合體的結構抗震性能研究1、試件和邊界條件的模擬：十字型節點、上下左右反彎處截取試件。 由于節點受力的復雜性，試件比例不少于1/2并輔以足尺試件。6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析2、試驗裝置和加載設計6

11、.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析3、試驗觀測項目的測點布置 對于梁或柱端位移的測定，主要是量測加載截面處的位移，并在控制位移加載階段依此控制加載程序 。 量測構件塑性鉸區段曲率或轉角的測點，對于梁一般可在距柱面1/2hb（梁高）或hb處布點，對于柱子則可在距梁面1/2hc（柱寬）處布置測點。 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析3、試驗觀測項目的測點布置 節點核心區剪切角可通過量測核心對角錢的位移量來計算確定。 梁柱縱筋應力一般用電阻應變計量測。測點布置以梁柱相交處截面為主。 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析3、試驗觀測項目的測點布置 核心區箍筋應力的測點可按核心區對角

12、線方向布置，這樣一般可測得箍筋最大應力值。如果沿柱的軸線方向布點，則測得的是沿軸線方向垂直截面上的箍筋應力分布規律。6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析3、試驗觀測項目的測點布置 梁內縱筋通過核心區的滑移量可以通過量測并比較靠近柱面處梁主筋上B點對于柱面混凝土C點之間的位移1，及B點相對于柱面處鋼筋上A點之間的位移2得到： =1-2測點布置時A點與C點應盡量接近。 6.3 根據滯回曲線進行結構抗震性能的分析 通過本節學習，了解和掌握偽靜力試驗的目的即研究結構在經受模擬地震作用的低周反復荷載后的力學性能和破壞機理。偽靜力試驗的結果通常是由荷載-變形的滯回曲線及有關參數來表達，它們是研究結構抗震性能的基本數據，可用以進行結構抗震性能的評定。同時，通過這些指標的綜合評定，可以比較各類結構、各種構造和加固措施的抗震能力，建立和完善抗震設計理論，提出合適的抗震設計方法。因此通過本節學習掌握對所