1、第六章 工程結構靜力試驗6.1概述 結構的功能是承受荷載并保證結構的安全、適用、耐久。結構上的作用分為： 直接作用：是指各種荷載，如結構的自重； 間接作用：引起結構外加變形和約束變形的因素，如溫度。靜力荷載試驗的目的：通過對試驗結構直接施加荷載或作用作用，采集試驗數據，掌握結構的力學性能。“靜力” ：指試驗過程中，結構本身運動的加速度效應（慣性力效應）可忽略。 根據試驗荷載性質的不同，靜力試驗可分為單調靜力荷載試驗，擬靜力試驗和擬動力試驗。是結構試驗中最基本、最大量的一種試驗。單調靜力荷載試驗：單調靜力荷載試驗是指試驗在短期內荷載逐漸平穩、連續地增加到結構破壞或預定的狀態目標。單調靜力荷載試驗

2、的目的： 模擬結構受靜力荷載的工作狀態，觀測、研究結構的基本性能（強度、剛度、抗裂）和破壞機制，用以研究結構受力性能的試驗。參考規范： 混凝土結構試驗方法標準（GB50152-2012）對科研性試驗提出了一般性要求； 預制構件試驗方法（GBJ321-90）對生產性試驗性試驗規定了統一的試驗方法。6.2結構單調加載靜力試驗的加載制度加載制度：試驗實施過程中荷載的施加程序或步驟，是加載期間荷載（大小和方向）與時間的關系。 加載制度的設計與試驗觀測的要求有關，也受采用的加載設備和儀器儀表的限制。有些試驗數據必須使試件保持在某一個受力狀態時才能采集。 加載圖示：荷載在試件上的布置形式，模擬設計荷載或實

3、際受力 如混凝土結構的試驗中，觀測開裂荷載和開裂部位、裂縫寬度及裂縫的分布 試驗加載程序可以根據試驗的類型、試驗目的、試驗要求選擇，一般結構靜載試驗的加載程序分為預載、正常使用荷載、極限荷載三個階段，每個階段分若干級加載。 一、預載： 預載的目的：使試件各部分接觸良好，進入正常工作狀態，荷載與變形關系趨于穩定；檢驗全部試驗裝置的可靠性；檢驗全部觀測儀表工作正常與否；檢查現場組織工作和人員的工作情況，起演習作用。通過預載發現試驗的潛在問題，并解決在試驗前，保證試驗順利。 預載一般分三級進行，每級取正常使用荷載的20。然后分級卸載，23級卸完。每加(卸)一級荷載，停歇10min。對于開裂較早的混凝

4、土結構，預加荷載不宜超過計算開裂荷載的70(含自重)，保證能得到準確開裂荷載。 分級大小的一般規定：1. 每級加載不宜超過其荷載值的20%；2. 臨近承載力試驗荷載值的90%，級距5%；【對于抗裂檢測結構，在開裂荷載計算值的90%附近，級距5%開裂荷載值；直至第一條裂縫出現；】3. 柱子加載，一般按計算極限荷載的l/151/10分級，接近開裂或破壞荷載時，應減至原來的1/31/2。4. 卸載時，級距可以加大，為20%50%。二、正式加載加載時間的一般規定：1. 滿載時間 30min科研（混凝土結構、鋼結構、） 60min科研（木結構） 180min科研（砌體結構、拱結構、） 20min生產 1

5、2米跨以上結構 12小時，在這段時間內變形繼續增長而無穩定趨勢時，應延長持續時間直至變形發展穩定為止。如果荷載達到開裂試驗荷載計算值時，試驗結構已經出現裂縫則開裂試驗荷載可不必持續作用。t2t2t2t2t22. 持載時間:為保證結構在荷載作用下的變形得到充分發展好達到基本穩定，每級荷載加載完畢后的停留時間。否則得到的變形值偏小（相應的極限荷載偏高） 15min（混凝土結構） 對鋼結構可以少于10min，但是不少于5min 30min（單樁承載力試驗規定）3. 空載時間：使彈性變形得到充分恢復，可準確測量殘余變形。 =1.5 ；重要構件18小時；恢復到最好的狀態。 t4t2t1t1注意注意：自重

6、自重也應作為試驗荷載的一部分，設備重設備重也在 試驗荷載中扣除。 一般設備重不宜大于使用狀態荷載的20%。三、卸載 卸載可按加載級距進行，也可放大1倍或分2次卸完 混凝土結構破壞和停止試驗標準1. 彎曲試驗、大偏心受壓/拉，發生下列情況之一視為 破壞： 主筋屈服，應變達0.01 主筋被拉斷 主筋重心處裂縫達1.5mm 撓度達1/50 壓區混凝土壓潰：出現平行構件軸向的裂縫，局部 翹起、起皮、酥裂。 液壓千斤頂在不卸油的情況下荷載開始下降。max85. 0Pp 對于研究延性的試驗：要繼續加載，記錄荷載和變形參數（撓度、應變、伸長、轉角等），至少直到 ，必要時延長加載過程。2.剪切試驗，發生下列情

7、況之一視為破壞：箍筋屈服 或拉斷斜裂縫mm5 . 1剪壓區混凝土壓潰液壓千斤頂在不卸油的情況下荷載不斷下降。對于研究延性的試驗應繼續加載，至少達到 ，必要時延長加載過程。)01. 0(smax85. 0Pp 3.受壓（軸壓、小偏壓）試驗，發生下列情況之 一視為破壞 ：混凝土壓潰液壓千斤頂在不卸油的情況下荷載不斷下降。4.局部受壓、沖切、扭轉、復合受力等試驗 應對試驗破壞標準事先作專門研究確定。6.3 基本構件的單調加載靜力試驗一、受彎構件的試驗1. 試件的安裝 單向板和梁是受彎構件中的典型構件。試驗安裝時都采用正位試驗，一端采用鉸支座，另一端采用滾動支座。要求支座符合規定的邊界條件，并在試驗過

8、程中保持牢固和穩定。f1f2Pf3測 量 混 凝 土 應 變 的 應 變 片測 量 鋼 筋 應 變 的 應 變 片（ 預 埋 ）縱 向 鋼 筋分 配 粱一、受彎構件的試驗 (a) (b) (c)簡支梁試驗等效荷載加載圖示簡支梁試驗等效荷載加載圖示一、受彎構件的試驗2、試驗項目和測點布置（1）撓度測量 梁的撓度值是量測數據中最能反映其總體工作性能的一項指標，梁任何部位的異常變形或局部破壞（裂縫）都將通過撓度在撓度曲線中反映出來。對于梁式結構主要的是測定跨中最大撓度值及梁的彈性撓度曲線。寬度較大的單向板 ：板寬的兩側布點，取平均值。有縱肋板：撓度測點布置于肋下。對于肋形板的局部撓曲：則可相對于板肋

9、來進行測定。 一、受彎構件的試驗梁的撓度測點布置圖梁的撓度測點布置圖（a）三個位移計（b）五個位移計一、受彎構件的試驗一、受彎構件的試驗撓度實測值計算例題簡支梁受均布荷載作用，測值如表。求跨中的實測撓度。荷載 左實測/累計 中實測/累計 右實測/累計0KN 0.10 0.05 0.0110KN 0.2/0.10 5.22/5.17 0.07/0.06 20KN 0.26/0.16 10.28/10.23 0.11/0.10f f1010=5.17-=5.17-（0.10+0.060.10+0.06）/2=5.09/2=5.09f f2020=10.23-(0.16+0.10)/2=10.10=

10、10.23-(0.16+0.10)/2=10.10一、受彎構件的試驗（2）應變測量 量測由于彎曲產生的應變，一般在梁承受正負彎矩最大的截面或彎矩有突變的截面上布置測點。 對于變截面的梁： 在抗彎控制截面上布置測點（即在截面較弱而彎矩值較大的截面上）。 在截面突然變化的位置上也需布置測點。 只求測量彎矩引起的最大應力時，在該截面上下邊緣纖維處貼應變計。為了減少誤差，也可以取對稱的兩個應變片的平均應變量。 一、受彎構件的試驗梁正截面應變分布的測點布置梁正截面應變分布的測點布置（a）截面最大纖維應變；（b）測量中和軸的位置和應變分布規律鋼筋混凝土梁測量應變的測點布置圖鋼筋混凝土梁測量應變的測點布置圖

11、1.試件；2.剪應力與主應力的應變網絡測點（平面應變）；3.純彎曲區域內正應力的單向應變測點；4.梁端零應力區校核點1234P 混凝土梁受拉區的混凝土開裂后，布置在混凝土受拉區的電阻應變計將失去其量測的作用。為考察截面的受拉性能，在受拉區的鋼筋上布置測點量測鋼筋的應變。可獲得梁截面上內力重分布的規律。 平面應力測量 梁截面在荷載作用下存在正應力和剪應力，為求該截面上的最大主應力及剪應力的分布規律，要布置應變花，通過2或3個方向上應變的測定，求得最大主應力值及作用方向。 抗剪測點應設在剪應力較大的部位。 薄壁截面的簡支梁：支座附近的中和軸處產生剪應力較大； 腹板與翼緣的交接處可能產生較大的剪應力

12、或主應力。 測量梁沿長度方向的剪應力或主應力的變化規律時： 沿梁長度方向可分布較多的剪應力測點。 測定沿截面高度方向剪應力變化時： 沿截面高度方向設置測點。一、受彎構件的試驗箍筋和彎起筋的應力測量 為研究混凝土梁的抗剪強度，除混凝土表面需要布置測點外，在梁的彎起鋼筋和箍筋上也布置應變測點 。混凝土梁彎起鋼筋和鋼箍的應變測點混凝土梁彎起鋼筋和鋼箍的應變測點 T T型梁翼緣的應變測點布置型梁翼緣的應變測點布置 1.試件；2.箍緊應力測點； 1.試件；2.翼緣上應變測點 3.彎起鋼筋上的應力測點 23121一、受彎構件的試驗翼緣與孔邊應力測量 對于翼緣較寬較薄的T型梁，其翼緣部分一般不能全部參加工作

13、，即受力不均勻，應該沿翼緣寬度布置測點，測定翼緣上應力分布情況。有孔洞的沿著孔邊貼應變片。 校核測點 ：要求留有一定的校核測點 。一、受彎構件的試驗混凝土受拉區抗裂測點布置混凝土受拉區抗裂測點布置17-混凝土應變片測點混凝土斜截面裂縫測點布置混凝土斜截面裂縫測點布置 （a）單向應變片 （b）雙向應變片一、受彎構件的試驗（3）裂縫量測 裂縫量測包括測開裂荷載、裂縫位置，裂縫的寬度和深度以及描述裂縫的發展和分布。 出現肉眼可見的裂縫時，可用最小刻度為0.01mm及0.05mm的讀數放大鏡測裂縫寬度。每一構件中測定裂縫寬度的數目不少于3條，包括第一條出現的裂縫以及開裂最大的裂縫，取最大值為最大裂縫寬

14、度值，選用測量裂縫寬度的部位應在試件上標明并編號，各級荷載下的裂縫寬度數據則記在相應的記錄表格上。一、受彎構件的試驗 每級荷載下出現的裂縫均須在試件上標明，在裂縫的尾端注出荷載級別或荷載數量。 以后每加一級荷載裂縫長度有新的擴展，需在新裂縫的尾端注明相應的荷載。由于卸載后裂縫可能閉合，所以應緊靠裂縫的邊緣13mm處平行畫出裂縫的位置和走向。 試驗完畢后，根據標注在試件上的裂縫，繪出裂縫展開圖。（可以用照片） 一、受彎構件的試驗一、受彎構件的試驗受壓構件（軸心和偏心受壓構件）是建筑結構中的基本承重構件，主要承受豎向壓力，是常見的受壓構件1、安裝： 正位與臥位（高大柱子要考慮自重的影響） 具備大型

15、結構試驗機條件時，試件在長柱試驗機上進行正位受壓試驗，也可利用靜力試驗臺座上的大型荷載支承設備和液壓加載系統配合進行試驗。二、受壓構件試驗對中：受壓構件安裝：先進行幾何對中，再進行物理對中。加載到2040的試驗荷載時，測量構件中央截面兩側或四個面的應變，并調整作用力的軸線，使其達到各點應變均勻為止。在構件物理對中后即可進行加載試驗。偏壓試件安裝，也應在物理對中后，沿加力中線量出偏心距離，再把加載點移至偏心距的位置上，進行試驗。支座：要求測縱向彎曲系數時，構件兩端均應采用比較靈活的可動鉸支座形式。可采用構造簡單、效果較好的刀口或球鉸支座。對于試件在兩個方向都可能產生彎曲時，應采用雙刀口鉸支座。二

16、、受壓構件試驗2、試驗項目和測點布置受壓構件的試驗，一般需要觀測其破壞荷載、各級荷載下的側向撓度值及變形曲線、控制截面或區域的應力變化規律以及裂縫開展情況。撓度：是由布置在受拉邊的百分表或撓度計進行量測。除量測中點最大的撓度值外，可用側向5點布置法量測撓度曲線。正位試驗的長柱，側向變位可用全站儀觀測。應變：受壓區邊緣布置應變測點，可以單排布點在對稱軸上或在受壓區截面的邊緣兩排對稱布點。驗證構件平截面變形的性質，沿壓桿截面高度布置57個應變測點。受拉區鋼筋應變同樣可以用電阻應變計進行量測。對于雙肢柱試驗，測量肢體各截面的應變，測量腹桿的應變，確定受力情況。應變測點在各截面上均應成對布置，分析各截

17、面上可能產生的彎矩。偏壓柱試驗測點布置偏壓柱試驗測點布置1.試件；2.鉸支座；3.應變計；4.應變儀測點；5.撓度計 特點： 跨度大的承重結構；自身平面內承受荷載；出平面剛度小，靠支撐體系。1、安裝： 正位試驗：加側向支撐，保證壓桿穩定。 包括：荷載架支撐；拉桿支撐；水平支撐 臥位試驗：無法消除自重影響，側面墊平，并設 置相當數量的滾動軸承。 兩品屋架成對試驗：用k型或屋面板水平支撐，不能三角焊死，防止屋面板直接參加工作。三、屋架試驗加載： 屋面板上放置堆積重物；集中荷載作用在節點上；液壓加載器加載用分配梁。支座支撐： 由于拉桿變形大，要求滾動支座水平位移大。半跨荷載試驗： 某些桿，可能半跨荷

18、載比全跨荷載作用時更不利。等效荷載：主要桿件和部位的內力接近原設計；注意荷載改變后可能引起的局部影響，防止產生局部破壞。2、試驗項目和測點布置量測項目： 屋架上下弦桿的撓度 屋架主要桿件的內力 屋架的抗裂度及可靠程度 屋架節點的變形幾節點剛度對桿件次應力的影響 屋架端節點的應力分布 預應力屋架的鋼筋張拉力；混凝土的預壓應力； 反拱作用；錨頭的工作性能等。撓度和節點位移的測量 各個節點放位移計；撓度大的用標尺或水準儀； 測量出平面的水平位移用百分表與屋架垂直； 大節間測節中撓度和臨近節點的撓度，考慮彎曲影響。 屋架桿件內力的測量 注意：屋架的節點假定為鉸接，實際為半鉸接或剛接，考慮次應力的影響，

19、測量桿件內力應使測點盡量遠離節點。比較臨近節點和遠離測點的值，可以得出次應力。a是只有軸力的貼片方式；b是有軸力和Mx的貼片方式；c是有軸力和Mx、MY的貼片方式； 屋架端節點的應力分析 貼應變花，計算出主應力和剪應力。預應力錨頭性能的測量 在錨頭上貼縱（沿預應力筋方向）、 橫（垂直預應力筋方向）應變測點。縱向：測縱向應變可測錨頭對外框混凝土的壓縮變形； 橫向：測橫向應變可測錨頭部位端節點混凝土的橫向受拉變形屋架下弦鋼筋張拉應力的測量測點：1/4跨；跨中；兩端。方法：在預應力鋼筋上貼應變片。注意：防潮；保護應變片；導線就近從孔中引出。裂縫的測量 測開裂荷載值；最大裂寬。 注意：拉桿、端節點、節

20、點交匯處易產生裂縫。6.4 擬靜力試驗 擬靜力試驗（偽靜力或低周反復荷載試驗，屬結構抗震試驗）基本原理： 用低周往復循環加載的方法對結構構件進行靜力試驗，試驗中控制結構的變形值或荷載量，使結構構件在正反兩個方向反復加載和卸載，用以模擬結構在地震作用下的受力過程。試驗加載方法的目的： 用靜力方法研究地震作用下構件的受力和變形性能。通過試驗獲得結構超過彈性極限后的荷載變形工作性能和破壞特征，驗證抗震構造措施的有效性和確定結構的抗震極限承載能力的可靠性，為建立數學模型進行結構抗震非線性計算分析提供依據。試驗方法的特點：設備簡單，加載歷程可人為控制并可按需要加以改變和修正，試驗中可停下來觀察結構開裂和

21、破壞形態，便于檢驗校核試驗數據和儀器工作情況。1、以剪切變形為主的構件 以剪切變形為主的構件的試驗裝置應試件上下對稱，推拉千斤頂或作動器安裝在試件的1/2高度上，平行聯桿機構的杠桿和L型杠桿均應有足夠的剛度，連接鉸盡可能減小間隙和摩阻力。以剪切變形為主的構件低周反復試驗裝置以剪切變形為主的構件低周反復試驗裝置1.試件；2.豎向荷載千斤頂；3.分配梁；4.L型杠桿；5.平行聯桿機構；6.仿重力荷載架；7.推拉千斤頂；8.鉸；9.反力墻2、以彎剪變形為主的構件 以彎剪變形為主的構件的試驗裝置，垂直荷載的施加宜采用仿重力荷載架，盡可能減小滾動摩擦力對推力抵消作用。 以彎剪變形為主的構件低周反復試驗裝

22、置以彎剪變形為主的構件低周反復試驗裝置1.試件；2.豎向荷載千斤頂；3.推拉千斤頂；4.仿重力荷載架；5.分配梁；6.臥架；7.螺栓；8.反力架；9.鉸；10.拉壓測力計3、梁柱節點 框架結構梁柱節點有側移柱端加載試驗裝置：水平力加于柱頂，梁有水平方向反復位移，但不可上下移動。豎向荷載用千斤頂在柱頂施加，屬自平衡系統，在反復水平力作用下其柱頂上壓力不隨柱頂位移而改變，從而能計入幾何非線性的影響。 該裝置可模擬實際框架結構節點的受力狀態。但為了簡化，取相鄰梁（或相鄰柱）反彎點間距離為節點的梁長（柱高），這樣節點試件的上下和左右桿端均可按鉸接處理。梁柱節點試驗裝置與變形特征梁柱節點試驗裝置與變形特

23、征1.推拉千斤頂；2.柱子軸力加力架；3.千斤頂；4.剛性構架；5.梁柱節點試件；6.鉸；7.可滑動鉸；8.錨固螺栓；9.荷載傳感器二、加載制度及加載方法 擬靜力試驗加載制度主要有：單向反復加載制度和雙向反復加載制度。1、單向反復加載制度變形控制加載、荷載控制加載、荷載變形雙控制（1）變形控制加載法 變形控制加載法是在結構抗震恢復力特性試驗中使用最多的加載方法。在加載過程中以位移為控制值，以屈服位移的倍數作為加載的控制值。位移是廣義的，可以是線位移、轉角、曲率、應變等。 試驗對象具有明確的屈服點時，一般都以屈服位移的倍數為控制值。構件不具有明確的屈服點時（如軸力大的柱子）或無屈服點時（如無筋砌

24、體），由研究者制定一個認為恰當的位移值來控制試驗加載。 變形控制加載根據控制位移值不同，又分為變幅加載、等幅加載、變幅等幅混合加載。1、單向反復加載制度1）變幅加載縱坐標是延性系數或位移值，橫坐標為反復加載的周次。每加載一周后，都會增加位移幅值。當對一個構件的性能不太了解，作為探索性的研究或者在確定恢復力模型的時候，多用變幅加載來研究構件的強度、變形和耗能的性能。變幅加載1、單向反復加載制度2）等幅加載 加載制度在整個試驗中均按等幅位移施加荷載，該加載法主要用于研究構件的強度降低率和剛度退化規律。等幅加載1、單向反復加載制度混合加載混合加載 該加載制度在兩種大幅值控制位移之間有幾次小幅值位移循

25、環，這是為了模擬構件承受二次地震作用，其中小循環加載用來模擬余震的作用。3）變幅等幅混合加載 混合加載法是將變幅、等幅兩種加載制度結合起來運用。可綜合研究構件的性能，其中包括等幅加載法的強度和剛度變化，以及變幅加載時，特別是大變形增長情況下強度和耗能能力的變化。采用這種加載制度時，等幅部分的循環次數應隨研究對象和要求的不同而異，一般可選36次。 （2）荷載控制加載法 是通過控制施加的作用力數值的變化來實現低周反復加載的要求。（宜發生破壞，不宜控制）（3）荷載變形雙控制加載法 荷載變形雙控制加載法是在試驗中先控制作用力后控制位移的加載方法。由初始設定的控制力值開始加載，逐級增加控制力，經過結構開

26、裂階段后，一直加到試件屈服，再用位移控制加載，直到結構破壞。1、單向反復加載制度 混凝土結構試驗方法標準要求：加載方法和加載程序要求根據結構特點和研究目的確定，并應符合下列規定： （1）試驗時應先施加軸向荷載，并在施加反復試驗荷載時保持軸向荷載值穩定；反復試驗荷載的加載程序宜采用荷載變形雙控制加載法；在結構構件達到屈服荷載前，宜采用荷載（或應力）控制；在結構構件達到屈服荷載后，宜采用變形（應變）控制。（2）在結構構件的荷載達到屈服荷載前，宜取屈服荷載值的0.5、0.75和1.0倍作為回載控制點；達到屈服荷載后，宜取屈服變形的倍數為回載控制點（3）反復加載次數應根據試驗目的確定。一般每一級控制荷

27、載或控制變形下的反復加載次數宜取為3次。若在某一級控制荷載下結構構件的殘余變形很小，則可在該級控制荷載下進行一次反復加載；當研究承載力退化率時，在相應于某一位移延性系數下進行反復加載次數不宜少于5次；當研究剛度退化率時，在選定的荷載作用下進行反復加載次數不宜少于5次；試驗中應保證反復加載過程的連續性，每次循環時間宜一致。1、單向反復加載制度具體試驗過程尚應注意以下問題：（1）正式試驗前，應先進行預加反復荷載試驗2次；混凝土結構試件預加載值不宜超過開裂荷載計算值的30；砌體結構試件不宜超過開裂荷載計算值的20。試驗時應首先施加軸向荷載，并應在施加反復試驗荷載時保持軸向荷載值穩定；（2）正式試驗時

28、的加載方法應根據試件的特點和試驗目的確定，宜先施加試件預計開裂荷載的4060，并重復23次。再逐步加至100，接近開裂和屈服荷載前應減少極差進行加載。（3）試驗過程中，應保持反復加載的連續性和均勻性，加載或卸載的速度宜一致。（4）當進行承載能力和破壞特征試驗時，應加載至試件極限荷載下降段；對混凝土結構試件下降值應控制到最大荷載的85。1、單向反復加載制度 為了研究地震作用對結構構件的空間組合效應，克服結構構件在采用單方向（平面內）加載時，不考慮另一方向（平面外）地震作用對結構影響造成的局限性，可在 、 兩個主軸方向同時施加低周反復荷載。對于框架柱或壓桿的空間受力情況以及框架梁柱節點在兩個主軸方

29、向所在平面內采用梁端加載方案施加反復荷載試驗，均可采用雙向同步或非同步的加載制度。XY2、雙向反復加載制度（1） 、 軸雙向同步加載 同單向反復加載制度相，低周反復荷載在與構件截面主軸成角的方向進行斜向加載，使 、 兩個主軸方向的荷載分量同步作用。雙向同步加載也可用變形控制加載法、荷載控制加載法或荷載變形雙控制加載法。xYxY2、雙向反復加載制度雙向低周反復加載制度雙向低周反復加載制度（2） 、 軸雙向非同步加載 雙向非同步加載是在構件截面的 、 兩主軸方向分別施加低周反復荷載。 xYxy2、雙向反復加載制度三、試驗測試內容和方法 擬靜力試驗觀測內容根據試驗研究目的而定。梁柱節點通常的量測項目

30、：1、荷載及支座反力 對于在梁端加載時需要測量柱端水平反力，采用柱端加載的方案，測量梁端的支座反力。2、荷載變形曲線 變形包括梁端和柱端變形，量測加載界面處的位移，在變形控制加載階段據此控制加載程序，通過數據采集儀或函數記錄儀記錄整個試驗的荷載變形曲線的全過程。4、節點核心區剪切角可通過量測核心區對角線的位移量來計算確定。梁柱節點測點布置1.柱端位移測點；2.梁端位移測點；3.梁塑性鉸區段轉角；4.節點核心區剪切角；5.柱塑性鉸區段轉角3、塑性鉸區段曲率或轉角： 對于梁，一般可在距柱0.5hb（梁高）或hb處布點 對于柱，則可在距梁面 0.5hc（柱寬）處布置測點。143253226、核心區箍

31、筋應力測點可按核心區對角線方向布置，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，則測得的是沿軸方向垂直截面上的箍筋應力分布規律。5、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，在試驗中為了測定塑性鉸區段的長度或鋼筋錨固應力，還可根據要求沿縱向鋼筋布置更多的測點。 梁柱節點測點布置梁柱節點測點布置1.柱端位移測點；2.梁端位移測點；3.梁塑性鉸區段轉角；4.節點核心區剪切角；5.柱塑性鉸區段轉角14325322鋼筋滑移時測點布置鋼筋滑移時測點布置1.鋼筋滑移測點 2.試件；128、裂縫在試驗過程中，應認真觀查裂縫的開展情況，做到及時記錄。7、鋼筋滑移梁內縱向鋼筋通

32、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點相對于柱面混凝土C點之間的位移 ，及B點相對于柱面處鋼筋A點之間的位移 得到。1221四、試驗數據的整理 低周反復加載試驗結果常由荷載變形滯回曲線及相關參數描述，它是研究結構抗震性能的基礎數據。 荷載位移曲線的各級第一循環的峰點（卸載頂點）連接起來的包絡線作為骨架曲線。骨架曲線在研究非線性地震反應時，它反映了每次循環的荷載位移曲線達到最大峰點的軌跡，反映了試驗構件的開裂強度、極限強度和延性特征。滯回環的形狀隨反復加載循環次數的增加而改變，對于混凝土結構，滯回環的形狀可反映鋼筋滑移或剪切變形的擴展情況。滯回環面積的縮小，標志著耗能能力的退化

33、，可根據滯回環的形狀和面積衡量和判斷構件的耗能能力和破壞機制。進行結構抗震性能研究時，根據骨架曲線和滯回曲線，可從結構的承載力、延性、退化以及能量耗散等方面進行綜合分析、評定結構的抗震性能。1、抗力與變形（1）開裂荷載 取試驗結構或構件出現第一條垂直裂縫或斜裂縫時的荷載。（2）屈服荷載和屈服變形 取試驗結構構件在荷載稍有增加而變形有較大增長時所能承 受的最小荷載和其相應的變形為屈服變形。對混凝土構件是指受拉主筋應力屈服時的荷載或相應變形。（3）極限荷載 取試驗構件所能承受的最大荷載值A點。（4）破壞荷載和極限變形 在試驗過程中，當試驗構件喪失承載力或超過極限荷載后，下降到0.85倍極限荷載時，

34、所對應的荷載值即為破壞荷載，其相應變形為極限變形 。u荷載荷載- -變形關系曲線變形關系曲線2、延性系數 延性系數是試驗結構構件塑性變形能力的一個指標，按下式計算：yuuy：試驗結構構件的延性系數 ：荷載下降段相應于破壞荷載的變形 ：相應于屈服荷載的變形 對于砌體的延性系數用極限荷載時的變形與開裂荷載時的變形比表示延性的定義 3、退化率 退化率反映試驗結構構件抗力隨反復加載次數增加而降低的指標。研究強度退化時，用強度降低系數表示按下式計算：1maxmin、jijiQQi：強度降低系數 ijQmin、ji：位移延性系數為時，第次加載循環的峰點荷載值 1max、jQ：位移延性系數為 j時，第一次加

35、載循環的峰點荷載值 研究剛度退化時，即在位移不變條件下，隨反復加載次數的增加而剛度降低的情況，用環線剛度表示按下式計算：niijniijiQK11iK：環線剛度 ijQji：位移延性系數為時，第次循環的峰點荷載值 ij：位移延性系數為 j時，第 i次循環的峰點 位移值 ：循環次數 n4、能量耗散 結構構件吸收能量能力的好壞，由滯回曲線所包圍的滯回環面積和它的形狀來衡量。由滯回曲線的面積可以求得等效粘滯阻尼系數 ehOBDABCeSSh21等效粘滯阻尼系數計算 等效粘滯阻尼系數也是衡量結構抗震能力的一項指標。ABC面積越大，則的值越高，結構的耗能能力也越強。 6.5 擬動力試驗 擬動力試驗又稱聯

36、機試驗，是將地震實際反應所產生的慣性力作為荷載加在試驗結構上，使結構所產生的非線性力學特征與結構在實際地震動作用下所經歷的真實過程完全一致。試驗是用靜力方式進行的,不是在振動過程中完成的，稱擬動力試驗。一、擬動力試驗的基本原理 是用計算機直接參與試驗的執行和控制，包括利用計算機按地震實際反應計算得到的位移時程曲線驅動和控制電液伺服加載器對結構施加荷載。同時量測結構的反應和數據采集，經檢測裝置處理后，聯機系統將結構試驗得到的反應量立即輸入計算機，從而得到結構的瞬時非線性變形和恢復力之間的關系，再由計算機算出下一次加載后的變形，并將計算所得到的各控制點的變形轉變為控制信號，驅動加載器強迫結構按實際

37、地震反應實現結構的變形和受力。整個試驗由專用軟件系統通過數據庫和運行系統來執行操作指令并完成整個系統的控制和運行。 擬動力試驗法是用計算機與加載作動器聯機求解結構動力方程的方法。關鍵：結構恢復力直接從試件上測得，無需理論上假設，解決理論分析中恢復力模型及參數難確定問題。 數值計算與擬動力試驗之間的比較二、擬動力試驗的設備 擬動力試驗的加載設備由計算機、加載裝置與加載控制系統等組成。 計算機是整個試驗系統的心臟，完成加載過程的控制和試驗數據采集，同時對試驗結構的其它反應參數，如應變、位移等進行演算和處理。 加載裝置與加載控制系統功能：把該時刻由計算機傳來的位移指令轉換為電壓信號輸入，用于電液伺服

38、系統，使加載器安指令工作。擬動力試驗可采用與靜力試驗或擬靜力試驗一樣的加載裝置，承載能力應大于試驗設計荷載的150。三、試驗步驟主要試驗步驟：1.在計算機系統中輸入地震加速度時程曲線，并按一定的時間間隔數字化2.把 時刻的地震加速度值代入運動方程，解出 時刻的地震反應位移值 3.由計算機控制電液伺服加載裝置系統，將 施加到結構上，實現這一步的地震反應 4.量測此時試驗結構的反力 ，并代入運動方程，按地震反應過程的加速度進行 時刻的位移 的計算，量測試驗結構反力 5.重復上述步驟，按輸入 時刻的地震加速度值，求解位移 和結構反力 連續進行加載試驗，直到試驗結束。 nnnXnXnF1n1nX1nF

39、1n2nX2nF1、試驗目的 （1）掌握鋼筋混凝土框架結構在實際地震作用 下的特性和破壞機制； （2）對結構抗震分析方法進行研究探索； （3）檢驗與驗證現行抗震規范的合理性。四、鋼筋混凝土框架擬動力試驗示例2、試驗對象 試驗對象為足尺的7層混凝土結構，平面尺寸為17m16m。在水平荷載加力方向為3跨，垂直加力方向為兩跨。框架底層高度為3.75m，27層高度各為3.0m，總高度為21.75m。在B軸框架中設有等截面壁厚為200mm的連續抗震墻，在垂直于加力方向的1、4軸框架內設有用作限制平面變形的壁厚150mm的連續墻，該墻與柱沒有聯系。柱截面為500mm500mm，主梁截面為300mm500mm，次梁截面為300mm450mm。七層鋼筋混凝土結構的平面和剖面圖 進行擬動力試驗前，先進行結構的自由和強迫振動試驗、各層單獨加載試驗以及結構靜力試驗。進行擬動力試驗時由于采用等效單自由度體系，在試驗中使外力分布保持一階振型，即符合倒三角形分布。將位于試驗結構頂層的加載器按位移控制，該位移的大小是根據試驗體頂層位移與基底剪力，通過單質點反應分布求得。而其他各層的加載還是按一定外力分布并按各層比例進行荷載控制。便于既掌握振