結(jié)構(gòu)實驗技術(shù)講稿動力部分第012次(編輯修改稿)
2025-05-30 08:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一般為177。 100mm。采用電液伺服系統(tǒng)的振動臺，其動態(tài)特性由電液伺服作動器所決定。電液伺服系統(tǒng)的流量和壓力決定了作動器的最大速度，振動圓頻率越高，振動位移幅值就越小。振動臺的最大加速度可以達(dá)到 20m／ s2(2g， g為重力加速度 )。 Lab of Prof. Tian Shizhu 20 (4) 輸入波形 地震模擬振動臺試驗的主要目的是檢驗結(jié)構(gòu)在遭遇地震時的性能。一般要求振動臺能夠模擬地震地面運(yùn)動，輸入的振動波形應(yīng)為不規(guī)則的地震波。此外，振動臺可以用來對結(jié)構(gòu)施加各種振動激勵，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。 Lab of Prof. Tian Shizhu 21 3．地震模擬振動臺試驗的實施與數(shù)據(jù)采集 地震模擬振動臺試驗是一種高速動態(tài)試驗，試驗中采集的數(shù)據(jù)主要包括模型結(jié)構(gòu)各測點的 加速度、位移和應(yīng)變 。其中，最重要的測試數(shù)據(jù)是各樓層的加速度數(shù)據(jù)。因為通過實測的加速度，可以推算各樓層所受的慣性力作用。加速度傳感器為絕對傳感器，可將其直接安裝在模型結(jié)構(gòu)的各個樓層位置。為了準(zhǔn)確地測量模型結(jié)構(gòu)基底的加速度，除在振動臺臺面安裝加速度傳感器外，在模型結(jié)構(gòu)基底 也安裝加速度傳感器。 Lab of Prof. Tian Shizhu 22 位移傳感器 ：為相對傳感器，在振動臺試驗中，要設(shè)置位移傳感器安裝支架，安裝支架應(yīng)有足夠的剛度且不受振動臺運(yùn)動的影響。將位移傳感器固定在安裝支架上，測量模型結(jié)構(gòu)與安裝支架之間的相對位移。 對于鋼結(jié)構(gòu)模型，可直接采用 電阻應(yīng)變計 量測試驗中的應(yīng)變變化。對于混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)模型，由于反復(fù)受力的特點，電阻應(yīng)變片很容易因開裂而失效。常采用位移傳感器在一定標(biāo)距下的測量值作為該標(biāo)距范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。 Lab of Prof. Tian Shizhu 23 由于試驗速度快，模型結(jié)構(gòu)的 損傷和破壞過程的觀測和記錄應(yīng)由圖像采集系統(tǒng)自動 完成。 地震模擬振動臺試驗為破壞性試驗，希望得到模型結(jié)構(gòu)倒塌破壞時的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如，倒塌前各樓層的慣性力分布。因此，試驗時要采取可靠的安全措施，一方面防止人員受到傷害，另一方面，還要保護(hù)測量儀表，避免不必要的損失。 Lab of Prof. Tian Shizhu 24 地震模擬振動臺加載過程 加載程序有 一次性加載 和 多次加載 ，選擇加載程序由試驗?zāi)康膩泶_定。 Lab of Prof. Tian Shizhu 25 一次性加載： 一般是先進(jìn)行自由振動試驗，測量結(jié)構(gòu)的動力特性。然后輸入一個適當(dāng)?shù)牡卣鹩涗?，連續(xù)地記錄位移、速度、加速度、應(yīng)變 等動力反應(yīng)，并觀察裂縫的形成和發(fā)展過程，以研究結(jié)構(gòu)在彈性、彈塑性和破壞階段的各種性能。 這種加載過程的主要特點：可以連續(xù)模擬結(jié)構(gòu)在一次強(qiáng)烈地震中的整個表現(xiàn)與反應(yīng)，但是對試驗過程中的量測和觀察要求較高 (要求高速攝影或電視攝像 )，破壞階段的觀測又比較危險，因此在沒有足夠經(jīng)驗的情況下很少采用這種加載方法。 Lab of Prof. Tian Shizhu 26 多次加載 ：主要是將荷載按結(jié)構(gòu)初裂、中等開裂和破壞分成等級，然后荷載由小到大逐級加載和觀察。多級加載對結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生變形積累的影響。 由于地震模擬振動臺可以實時地再現(xiàn)地震作用過程，因此可以很好地反映應(yīng)變速率對結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的影響。它的 缺點 是：設(shè)備昂貴，不能做大比例模型試驗，不便于試驗全過程觀測。 Lab of Prof. Tian Shizhu 27 三、結(jié)構(gòu)擬動力試驗 對于一個具體的結(jié)構(gòu)或某一種具體的結(jié)構(gòu)形式，發(fā)生地震時，結(jié)構(gòu)受到的慣性力與結(jié)構(gòu)本身的特性相關(guān)，地震模擬試驗的就是要模擬結(jié)構(gòu)受到的 這種慣性力 。如前所述， 地震模擬振動臺試驗 可以模擬結(jié)構(gòu)遭遇的地震作用。但是，受臺面尺寸和設(shè)備能力所限，地震模擬振動臺試驗中，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。要解決這一問題，只有加大結(jié)構(gòu)模型的尺寸，用其他方式模擬結(jié)構(gòu)受到的慣性力。
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