文档介绍：第五章 工程结构抗震试验
主讲教师：刘胜兵
2022/7/15
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主要内容
1 概述
2 拟静力试验
3 拟动力试验
4 模拟地震振动台试验
5 人工地震模拟试验
6 天然地震试验
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结构抗震拟静力试验
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(3) 力—位移混合控制加载
梁柱节点通常采用的方案
一、拟静力试验
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4、双向反复加载制度
(1) x、y 轴双向同步加载
(2) x、y 轴双向非同步加载
一、拟静力试验
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5、滞回曲线和骨架曲线
(1) 滞回曲线
加载一周得到的荷载—位移曲线称为滞回曲线（滞回环）。
梭形、弓形、反S形、Z形
一、拟静力试验
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梭形说明滞回曲线的形状非常饱满，反映出整个结构或构件的塑性变形能力很强，具有很好的抗震性能和耗能能力。例如受弯、偏压、压弯以及不发生剪切破坏的弯剪构件，具有良好塑性变形能力的钢框架结构或构件的P一△滞回曲线即呈梭形。
一、拟静力试验
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弓形具有“捏缩”效应，显示出滞回曲线受到了一定的滑移影响。滞回曲线的形状比较饱满，但饱满程度比梭形要低，反映出整个结构或构件的塑性变形能力比较强，能较好地吸收地震能量。例如剪跨比较大，剪力较小并配有一定箍筋的弯剪构件和压弯剪构件，一般的钢筋混凝土结构，其滞回曲线均属此类。
一、拟静力试验
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反S形反映了更多的滑移影响，滞回曲线的形状不饱满，说明该结构或构件延性和吸收地震能量的能力较差。例如一般框架、梁柱节点和剪力墙等的滞回曲线均属此类。
一、拟静力试验
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Z形反映出滞回曲线受到了大量的滑移影响，具有滑移性质。例如小剪跨而斜裂缝又可以充分发展的构件以及锚固钢筋有较大滑移的构件等，其滞回曲线均属此类。
一、拟静力试验
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(2) 骨架曲线
在变幅位移加载试验中，把每次滞回曲线的峰点都连接起来的包络线称骨架曲线。反映了构件受力与变形的各个不同阶段及特性 （强度、刚度、延性、耗能及抗倒塌能力等）。
骨架曲线与单次加载曲线
一、拟静力试验
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(3) 强度
根据滞回曲线和骨架曲线可以分析结构构件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和破坏荷载。
一、拟静力试验
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(4) 延性
延性系数定义为构件极限位移与屈服位移之比。位移为广义位移，包括线位移、曲率、转角等。延性反应了结构抗震性能的好坏。
一、拟静力试验
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二、拟动力试验
试验方法：是由计算机进行数值分析并控制加载，即由给定地震加速度记录通过计算机进行非线性结构动力分析，将计算得到的位移反应作为输入数据，以控制加载器对试验结构进行试验。这种方法需要在试验前假定结构的恢复力特性模型（即滞回曲线模型）。可边试验边求解，分步得到实测的结构恢复力模型。
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二、拟动力试验
拟动力试验的工作流程：
（1）在计算机系统中输入地震加速度时程曲线。
（2）将n时刻的地震加速度值代入运动方程，解出n时刻地震反应位移Xn。
（3）由计算机控制电液伺服加载器，将Xn施加到结构上。
（4）量测此时结构的反力Fn，并代入运动方程，计算n+1时刻的位移Xn+1，量测结构反力Fn+1。
（5）重复上述步骤，连续进行加载试验，直至完成整个加载过程。
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二、拟动力试验
拟动力试验的设备：计算机，电液伺服加载器，传感器，试验装置。
优点：
（1）适用于复杂结构的非线性地震反应分析，试验结果比较准确。
（2）可以缓慢地再现结构反应，便于观测。
（3）可进行真型或大比例尺的结构在确定性地震下的试验研究。
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二、拟动力试验
缺点：
（1）不能实时再现真实地震反应，不能进行材料特性与时间有关的结构试验。
（2）计算机系统除进行运动方程的数值积分外，还需要准确控制加载器，精度方面很难实现。
（3）试验设备庞大，分析系统复杂，试验费用高。
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钢框架拟动力试验
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混凝土柱抗震性能试验
二、拟动力试验
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三、模拟地震振动台试验
加载设备：振动台；
加载程序：一次加载和多次加载；
优点：很好地再现地震过程。
缺点：设备昂贵，一般做小比例模型试验。
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试验设备组成：
台面和基础
高压油源和管路系统
电液伺服加载器
模拟控制系统
计算