結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)技術(shù)講稿動(dòng)力部分第012次-全文預(yù)覽
【正文】 f Prof. Tian Shizhu 36 子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn) 工程結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)，往往只有結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)入非彈性反應(yīng)階段。 Lab of Prof. Tian Shizhu 32 按照中心差分法，上述位移時(shí)程曲線計(jì)算的遞推格式如下： 將上式的差分關(guān)系代入離散的方程： 11211( ) / ( 2 )( 2 ) /i i ii i i ix x x tx x x x t????? ? ?? ? ? ?i i ri gim x c x F m x? ? ? ?2112 ( / 2 ) ( )/2i i r i g iim x c t m x F m x txm c t??? ? ? ? ? ????Lab of Prof. Tian Shizhu 33 試驗(yàn)直接得到的結(jié)果是 它們形成結(jié)構(gòu)的位移時(shí)程曲線和結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力。但對(duì)于一個(gè)具體的結(jié)構(gòu)，我們并 不知道 結(jié)構(gòu)的 非彈性恢復(fù)力 特征，要通過(guò)計(jì)算了解該結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能，只能根據(jù)已有的試驗(yàn)結(jié)果和理論分析，假設(shè)恢復(fù)力模型，再求解 (2)式。 根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)， (1)式可以采用杜哈美爾積分方法求解。但是，受臺(tái)面尺寸和設(shè)備能力所限，地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中，結(jié)構(gòu)模型的尺寸往往很小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部性能很難準(zhǔn)確模擬。 由于地震模擬振動(dòng)臺(tái)可以實(shí)時(shí)地再現(xiàn)地震作用過(guò)程，因此可以很好地反映應(yīng)變速率對(duì)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的影響。然后輸入一個(gè)適當(dāng)?shù)牡卣鹩涗?，連續(xù)地記錄位移、速度、加速度、應(yīng)變 等動(dòng)力反應(yīng)，并觀察裂縫的形成和發(fā)展過(guò)程，以研究結(jié)構(gòu)在彈性、彈塑性和破壞階段的各種性能。 地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)為破壞性試驗(yàn)，希望得到模型結(jié)構(gòu)倒塌破壞時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如，倒塌前各樓層的慣性力分布。 對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)模型，可直接采用 電阻應(yīng)變計(jì) 量測(cè)試驗(yàn)中的應(yīng)變變化。加速度傳感器為絕對(duì)傳感器，可將其直接安裝在模型結(jié)構(gòu)的各個(gè)樓層位置。此外，振動(dòng)臺(tái)可以用來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)施加各種振動(dòng)激勵(lì)，輸入的波形還包括正弦波、三角波等規(guī)則波，以及隨機(jī)的不規(guī)則白噪聲波等。電液伺服系統(tǒng)的流量和壓力決定了作動(dòng)器的最大速度，振動(dòng)圓頻率越高，振動(dòng)位移幅值就越小。 Lab of Prof. Tian Shizhu 19 (3) 頻率范圍、最大位移、速度和加速度 已有的地震記錄的最高頻率一般不超過(guò) 10Hz，考慮試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)，地震模擬振動(dòng)臺(tái)的頻率范圍大多為 0— 50Hz，有的振動(dòng)臺(tái)的最高頻率響應(yīng)可以達(dá)到 80～ 120Hz，主要用于較小比例的結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。 Lab of Prof. Tian Shizhu 18 (2) 臺(tái)面運(yùn)動(dòng)自由度 振動(dòng)臺(tái)僅在一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，為水平單向振動(dòng)臺(tái)。我們知道，強(qiáng)震觀測(cè)儀記錄的地震運(yùn)動(dòng)為儀器安裝位置的直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包含了旋轉(zhuǎn)分量。因此，振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的平面尺寸受振動(dòng)臺(tái)平面尺寸限制， 試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的重量也要受到振動(dòng)臺(tái)最大負(fù)載能力的限制 。目前。在靜載試驗(yàn)或擬靜載試驗(yàn) (低周反復(fù)荷載試驗(yàn) )中，常常忽略結(jié)構(gòu)受力單元的空間聯(lián)系，取試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型為平面結(jié)構(gòu)模型，例如，平面框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率較高時(shí)，位移較小而加速度較大，采用加速度為控制目標(biāo)可以獲得較高的相對(duì)控制精度。 結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)方法 地震地面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù) 來(lái)自地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的地震記錄，這些地震記錄一般為地震地面運(yùn)動(dòng)的速度或加速度。 Lab of Prof. Tian Shizhu 12 六自由度地震模擬振動(dòng)臺(tái) ：由振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面、電液伺服作動(dòng)器、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。安裝在振動(dòng)臺(tái)上的模型結(jié)構(gòu)受到臺(tái)面運(yùn)動(dòng)的加速度作用，產(chǎn)生慣性力，從而再現(xiàn)地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。 ?為結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗(yàn)，提供試驗(yàn)依據(jù)。 ?研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，破壞機(jī)理及震害原因。 3個(gè)振動(dòng)臺(tái)可以在一個(gè)方向上同步運(yùn)動(dòng) ，也可以根據(jù)橋梁實(shí)際場(chǎng)地的差異 ，
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