建筑抗震試驗(yàn)方法2012

1、建筑抗震試驗(yàn)第一章：概述一、抗震試驗(yàn)方法擬靜力試驗(yàn) ：用一定的荷載控制或變形控制對試件進(jìn)行低周反復(fù)加載使試件從 彈性階段直至破壞的一種試驗(yàn)。擬動(dòng)力試驗(yàn)：試件在靜力試驗(yàn)臺(tái)上實(shí)時(shí)模擬地震動(dòng)力反應(yīng)的試驗(yàn)。 模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)：通過振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面對試件輸入地面運(yùn)動(dòng)模擬地震對試件作用全過程 的抗震試驗(yàn)。二、基本概念1. 試件凡作為抗震試驗(yàn)的對象均稱試件、為試驗(yàn)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的原型和模 型的總稱。2. 原型結(jié)構(gòu)按施工圖設(shè)計(jì)建成的直接投入使用的結(jié)構(gòu)。3. 足尺模型尺寸材料受力特性與原型結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)模型。4. 彈性模型為研究在荷載作用下結(jié)構(gòu)彈性性能、用勻質(zhì)彈性材料制成與原型相似的結(jié)構(gòu)模型。5. 彈塑性模型為研究在荷

2、載作用下結(jié)構(gòu)各階段工作性能，包括直至破壞的全過程反應(yīng)，用與實(shí)際結(jié)構(gòu)相同的材料制成的與原型相似的結(jié)構(gòu)模型。三、試驗(yàn)控制方式1. 荷載控制以荷載值的倍數(shù)為級差的加載控制。2. 變形控制以變形值的倍數(shù)為級差的加載控制。第二章 試件的設(shè)計(jì)一、一般要求1. 采用模型或截取部分結(jié)構(gòu)作試件時(shí)， 試件應(yīng)分別滿足原型結(jié)構(gòu)的幾何、物理、力學(xué)、構(gòu)造和邊界的相應(yīng)條件。2. 試件的尺寸應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康囊螅?和現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行設(shè)計(jì)， 并應(yīng) 滿足有關(guān)規(guī)定。3. 試件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行試件的局部處理。 試驗(yàn)時(shí)不得發(fā)生非試驗(yàn)?zāi)康牡钠茐摹?. 當(dāng)試件為截取的柱或墻時(shí)，其上部荷載重量應(yīng)視為豎向外力。5. 當(dāng)試件為構(gòu)件時(shí)，同類構(gòu)件不得少于

3、 2個(gè)，用于基本性質(zhì)試驗(yàn)的構(gòu)件數(shù)量，應(yīng)通過各種因素用正交設(shè)計(jì)確定。6. 模型試件材料重力密度不足時(shí)， 可采用均勻附加荷載彌補(bǔ)， 此時(shí)應(yīng) 按附加荷載在整個(gè)試件上的作用位置與分布情況確定。7. 擬靜力和擬動(dòng)力試驗(yàn)試件與原型結(jié)構(gòu)應(yīng)符合相似關(guān)系，相似條件的設(shè)計(jì)見下表2 1.1結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足物理-幾何以及邊界條件的相似 要求并根據(jù)基本方程按結(jié)構(gòu)力學(xué)建立相似關(guān)系.A. 1.2混凝丄結(jié)構(gòu)模吃宜按表A.1.2相似系數(shù)計(jì)劉似關(guān)系A(chǔ)-1-3砌體結(jié)構(gòu)模型宜按表A. 13相似系數(shù)訃汀相f以關(guān)系混凝土結(jié)構(gòu)模型相似系數(shù)附表A- L2瑚體結(jié)構(gòu)岐型相似系數(shù)附表A(L3物理量rti 眾般模？實(shí)用模型Ie i%FL-*斗1

4、出體閃.愛11i-1"T 1卄體彈性橫量FL-11IX活臥件泊松比111J 7掬體FL 71/®L幾長度LLft乩何找位移6L1Bl特角也移fi1 J1性面積AL»sft集申荷載rFSi1可線荷羲wFL"1SJSi.SL/曽面荷找9FL-1S A1力矩MFL擰fit二、擬靜力和擬動(dòng)力試驗(yàn)試件的尺寸要求1. 砌體結(jié)構(gòu)的墻體試件與原型的比例不宜小于原型的1/4。2. 混凝土結(jié)構(gòu)墻體試件高度和寬度尺寸與原型的比例不宜小于原型的 1/6。3. 框架節(jié)點(diǎn)試件其尺寸與原型的比例不宜小于原型的1/4。4. 框架試件與原型的比例可取原型結(jié)構(gòu)的1/8。三、模擬地震振動(dòng)臺(tái)試

5、驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)要求1. 結(jié)構(gòu)彈性模型與原型比例，不宜小于原型結(jié)構(gòu)的 1/100 。彈塑性模型與原型的比例不宜小于原型結(jié)構(gòu)的 1/15 。2. 試件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足試件安裝、 結(jié)構(gòu)反應(yīng)量測和傳感器安裝等對試件 構(gòu)造的要求。3. 對于多層整體結(jié)構(gòu)模型試件， 當(dāng)以荷重塊作為人工模擬質(zhì)量時(shí)， 可 均勻布置在各層樓面和屋面上，荷重塊應(yīng)與模型固牢。4. 對于單榀框架或單片墻體等平面試件， 應(yīng)計(jì)入模擬用集中質(zhì)量的重 心高度對試件在平面外所產(chǎn)生的影響。5. 結(jié)構(gòu)動(dòng)力試件應(yīng)按相似理論進(jìn)行設(shè)計(jì)， 其試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)符合上述表格 的規(guī)定。四、試件的材料與制作要求1. 砌體試件的材料與制作（1）抗震試驗(yàn)所用塊材的強(qiáng)度等級應(yīng)與原型

6、結(jié)構(gòu)相一致。（2）第一皮磚或砌塊與底梁之間、最上層磚或砌塊與頂梁之間的水 平灰縫砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M1Q且應(yīng)高于試件設(shè)計(jì)砂漿強(qiáng)度等級。（3）試件應(yīng)根據(jù)模型的縮尺比例可采用特制的縮尺磚或砌塊。（4）試件材料力學(xué)性能試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)砌體基本力 學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法的要求。（5）試件為配筋砌體時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行砌體中所配鋼筋的基本力學(xué)性能試 驗(yàn)。（6）砌體試件的制作養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī) 范的要求。2. 混凝土試件的材料與制作（1）試件采用混凝土?xí)r應(yīng)進(jìn)行下列力學(xué)性能試驗(yàn)：a. 制作混凝土立方體試件測定試件混凝土抗壓強(qiáng)度；b. 當(dāng)需要混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系時(shí)應(yīng)制作棱柱體試件進(jìn)行測定并繪 制

7、混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線；c. 未取樣試件混凝土的材料實(shí)際強(qiáng)度， 可在全部試驗(yàn)完成后從試件受 力較小部位截取試件進(jìn)行材料力學(xué)性能試驗(yàn)。（2）混凝土彈塑性模型其力學(xué)性能和骨料級配宜采用與原型結(jié)構(gòu)有 相似性的混凝土作為試件材料。（3）混凝土彈塑性模型其試件配筋的材料應(yīng)符合相似性的要求，可 采用細(xì)筋。 當(dāng)采用盤圓筋需要調(diào)直時(shí)應(yīng)計(jì)入力學(xué)性能的影響。 模擬細(xì) 紋筋時(shí)，光面鋼筋宜作表面壓痕處理。（4）試件采用的鋼筋應(yīng)事先取樣并測定鋼筋的彈性模量繪制鋼筋的 應(yīng)力應(yīng)變曲線。（5）試件制作時(shí)安裝量測儀表的預(yù)埋件和預(yù)留孔洞位置應(yīng)正確，在 施工中應(yīng)采取防止預(yù)埋的傳感元件損壞的措施。（6）各類混凝土材性試件均應(yīng)與試件同批

8、同時(shí)制作并應(yīng)在同樣條件 下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（7）混凝土試件的制作養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土工程施工 及驗(yàn)收規(guī)范的要求。第三章 擬靜力試驗(yàn)、試驗(yàn)裝置及加載設(shè)備1. 試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:(1) 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)加載設(shè)備應(yīng)滿足試件的設(shè)計(jì)受力條件和支承方 式的要求。(2) 試驗(yàn)臺(tái)、反力墻、門架、反力架等，其傳力裝置應(yīng)具有剛度、 強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。試驗(yàn)臺(tái)的重量不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)試件最大重量的 5咅, 試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)能承受垂直和水平方向的力.試驗(yàn)臺(tái)在其可能提供反力部位 的剛度，應(yīng)比試件大10倍。(3) 墻體通過加載器施加豎向荷載時(shí)應(yīng)在門架與加載器之間設(shè)置滾動(dòng)導(dǎo)軌，見圖5.2.1 ,其摩擦系數(shù)不應(yīng)大于0.01 o圖

9、5. 2.1墻片試驗(yàn)裝置(4) 加載器的加載能力和行程應(yīng)大于試件的最大受力和極限變形2. 梁式構(gòu)件可采用不設(shè)滾動(dòng)導(dǎo)軌的試驗(yàn)裝置，見圖522圖52.構(gòu)件試驗(yàn)裝置3. 對頂部不容許轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件，可采用圖5.2.3所示的四連桿試驗(yàn)裝置, 其四連桿結(jié)構(gòu)與L型加載桿均應(yīng)具有足夠的剛度，對以彎剪受力為主的構(gòu)件可采用圖5.2.1墻片試驗(yàn)裝置血力臺(tái)座圖5.2 3頂部無轉(zhuǎn)動(dòng)的抗剪試驗(yàn)裝咒4.對于梁柱節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)當(dāng)試件要求測P飛效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用圖5242的試驗(yàn)裝置，當(dāng)不要求測P厶效應(yīng)時(shí)，應(yīng)采用圖5.2.4 1試驗(yàn)裝置。5當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)側(cè)向分配梁加載時(shí)分配梁可采用懸吊支撐試驗(yàn)裝置,圖 5.2.56.柔性或易失穩(wěn)試件的擬靜力試

10、驗(yàn)，應(yīng)采取抗失穩(wěn)的技術(shù)措施。門架佼件/固定連寸/反力墻網(wǎng)定連接件T斤誡力臺(tái)朋 $金*（S3）7圖反2.4J梁柱節(jié)蠱驗(yàn)裝置反力墻蜃、_十jnirhilu彳i：復(fù)作動(dòng)反力墻試驗(yàn)'ITT-靜力臺(tái)座圖5. 24-2測PA效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)裝置往復(fù)作動(dòng)器人試休架£ 呂分g靜丿J臺(tái)座圖5.2. 5分配梁懸吊支撐丿川朝亀裝置5)二、量測儀表的選擇1. 應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的目的選擇測量儀表，儀表量程應(yīng)滿足試件極限破壞的 最大量程。分辨率應(yīng)滿足最小荷載作用下的分辨能力。2. 位移計(jì)量的儀表最小分度值不宜大于所測總位移的 0.5%,示值允許誤差為1.0% F.S。注：F .S 表示滿量程。3. 應(yīng)變測量儀表

11、的精度、誤差和量程應(yīng)滿足下列要求：(1) 各種應(yīng)變式傳感器最小分度值不宜大于10 10。示值允許誤差 為- 1.0% F .S，量程不宜小于最小分度值的100倍。(2) 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(包括具有巡回檢測自動(dòng)化功能的數(shù)字式應(yīng)變 儀）的精度不應(yīng)低于B級，最小分度值不宜大于10 10上 注：電阻應(yīng)變儀量測精度級別應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定4.各種記錄儀精度不得低于一 0.5% F .S三、加載方法1. 正式試驗(yàn)前，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)加反復(fù)荷載試驗(yàn)二次。混凝土結(jié)構(gòu)試件預(yù) 加載值不宜超過開裂荷載計(jì)算值的30%砌體結(jié)構(gòu)試件不宜超過開裂 荷載計(jì)算值的20%2. 正式試驗(yàn)時(shí)的加載方法應(yīng)根據(jù)試件的特點(diǎn)和試驗(yàn)?zāi)康拇_定，宜先

12、施 加試件預(yù)計(jì)開裂荷載的4060%并重復(fù)次23,再逐步加至100%3. 試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持反復(fù)加載的連續(xù)性和均勻性， 加載或卸載的速 度宜一致。4. 當(dāng)進(jìn)行承載能力和破壞特征試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)加載至試件極限荷載下降 段；對混凝土結(jié)構(gòu)試件下降值應(yīng)控制到最大荷載的 85%5. 試件擬靜力試驗(yàn)的加載程序應(yīng)采用荷載變形雙控制的方法 ：（1）試件屈服前，應(yīng)采用荷載控制并分級加載；接近開裂和屈服荷載 前宜減小級差進(jìn)行加載。（2）試件屈服后應(yīng)采用變形控制，變形值應(yīng)取屈服時(shí)試件的最大位 移值，并以該位移值的倍數(shù)為級差進(jìn)行控制加載。（3）施加反復(fù)荷載的次數(shù)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定，屈服前每級荷載可 反復(fù)一次，屈服以后宜反復(fù)三

13、次。6. 平面框架節(jié)點(diǎn)的試件的加載，當(dāng)以梁端塑性鉸區(qū)或節(jié)點(diǎn)核心區(qū)為主 要試驗(yàn)對象的試件，宜采用梁一柱加載；當(dāng)以柱端塑性鉸區(qū)或柱連接處為主要試驗(yàn)對象時(shí)，宜采用柱端加載，但應(yīng)計(jì)入 p厶效應(yīng)的影響。7. 對于多層結(jié)構(gòu)試件的水平加載可按倒三角形分布。水平荷載宜通過各層樓板施加。四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1. 混凝土構(gòu)件試件的荷載及變形試驗(yàn)資料整理應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：（1）開裂荷載及變形應(yīng)取試件受拉區(qū)出現(xiàn)第一條裂縫時(shí)相應(yīng)的荷載 和相應(yīng)變形（2） 對鋼筋屈服的試件屈服荷載及變形應(yīng)取受拉區(qū)主筋達(dá)到屈服應(yīng) 變時(shí)相應(yīng)的荷載和相應(yīng)變形。（3）試件的承受最大荷載和變形 應(yīng)取試件承受荷載最大時(shí)相應(yīng)的荷 載和相應(yīng)變形。（4）破壞荷

14、載及相應(yīng)變形 應(yīng)取試件在最大荷載出現(xiàn)之后隨變形增加 而荷載下降至最大荷載的85%寸的相應(yīng)荷載和相應(yīng)變形。2. 混凝土試件的骨架曲線 應(yīng)取荷載變形曲線的各加載級第一循環(huán)的 峰點(diǎn)所連成的包絡(luò)線圖，見下圖。水平摧力（KN）|A1B2C2滯環(huán)線(0)Fy|htt口：/www. winoaEU. comF ma x0.85FmJ血LWV:"0, SoFmaxS ifFmax*5.2試體荷載變形曲線3. 試件的剛度可用割線剛度來表示割線剛度應(yīng)按下式計(jì)算:氏一丨+Fj +F比一|+區(qū)|+ X式屮Fi第（次峰點(diǎn)荷伐伯耳一第i次峰點(diǎn)位移值也(5. 5. 3)4. 試件的延性系數(shù) 應(yīng)根據(jù)極限位移和屈服位

15、移之比計(jì)算：Xy式中 Xu試件的極限位移；Xy試件的屈服位移。5. 試件的承載力降低性能 應(yīng)用同一級加載各次循環(huán)所得 荷載降低系 數(shù)i進(jìn)行比較，i應(yīng)按下式計(jì)算：FjFj式中 Fji位移延性系數(shù)為j時(shí)第次循環(huán)峰點(diǎn)荷載值；Fj位移延性系數(shù)為j時(shí)第次循環(huán)峰點(diǎn)荷載值。6. 試件的能量耗散能力 應(yīng)以荷載變形滯回曲線所包圍的面積來衡量 能量耗散系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算/?=學(xué)毎3(5.5.6)圖5反6荷載一變形滯冋曲線第四章擬動(dòng)力試驗(yàn)、緒論1. 擬動(dòng)力試驗(yàn)是指混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)的模 型在靜力試驗(yàn)臺(tái)上模擬實(shí)施地震動(dòng)力反應(yīng)的抗震性能試驗(yàn)。2. 對剛度較大的多質(zhì)點(diǎn)模型可采用等效單質(zhì)點(diǎn)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法二

16、、試驗(yàn)系統(tǒng)及加載設(shè)備1. 擬動(dòng)力試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求1）試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)由試件、試驗(yàn)臺(tái)、反力墻、加載設(shè)備、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù) 米集儀器儀表組成。2）加載設(shè)備宜采用閉環(huán)自動(dòng)控制的機(jī)械或液壓伺服系統(tǒng)裝置的試驗(yàn) 機(jī)。3）與動(dòng)力反應(yīng)直接有關(guān)的控制參數(shù)儀表不宜采用非傳感器式的機(jī)械 直讀儀表。2. 加載設(shè)備的性能應(yīng)滿足下列要求1）試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)力和位移反饋的伺服控制。2）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的幅頻特性不應(yīng)低于2 （mm*H）3）力值系統(tǒng)允許誤差為-1.5% F .S；分辨力應(yīng)小于或等于0.1% F .S。4）位移系統(tǒng)允許誤差為-1 % F.S ；分辨力應(yīng)小于或等于0.1 % F .S <5）加載設(shè)備在一段地震加速度

17、時(shí)程曲線的試驗(yàn)周期內(nèi)其加載設(shè)備應(yīng) 穩(wěn)定可靠無故障地連續(xù)工作。三、數(shù)據(jù)采集儀器儀表1. 測量儀表可參照擬靜力試驗(yàn)。2. 試件各測量值，應(yīng)采用自動(dòng)化測量儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集記錄，采集速 度不宜低于每秒鐘個(gè)測點(diǎn)。四、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)及其接口1力試驗(yàn)采用的計(jì)算機(jī)（包括軟件）應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制與數(shù)據(jù)采集、數(shù) 據(jù)處理、圖形輸出等功能要求。2.試件控制參量、結(jié)構(gòu)量測參量應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)采 集。五、試驗(yàn)裝置1. 試驗(yàn)裝置的同擬靜力試驗(yàn)的規(guī)定2. 水平加載分配裝置宜采用垂直方向滾動(dòng)彈性支承（圖 6.5.2 ）。禪I遜嵐 HffR RRH0H8 0HBffB nnB ff一廿R-HnnBn-HPS口一日-XLn

18、JmiMtl-3.伺服作動(dòng)器兩端應(yīng)有球鉸法蘭連接件,分別和反力墻、試體連接（圖6.5.3)4. 結(jié)構(gòu)試件垂直恒載加荷，宜采用短行程的伺服作動(dòng)器并配裝能使試 件產(chǎn)生剪彎反力的裝置。恒載精度應(yīng)為 一15%，當(dāng)裝置（見圖6.5.4） 采用一般液壓加荷設(shè)備時(shí)，應(yīng)有穩(wěn)壓技術(shù)措施穩(wěn)壓，允許誤差為-2.5%。圖裝有垂直恒載伺服作動(dòng)器的框架結(jié)構(gòu)試件擬動(dòng)力試驗(yàn)裝置5. 框架或桿件結(jié)構(gòu)試件的水平集中荷載應(yīng)通過拉桿傳力裝置作用在 節(jié)點(diǎn)上，其總承載力應(yīng)大于最大加載力的二倍。6. 作用在結(jié)構(gòu)模型試件上的水平集中荷載應(yīng)通過分配梁拉桿裝置均布在樓層板或梁上，拉桿裝置總承載力應(yīng)大于最大加載力的二倍，各拉桿拉力的不均勻差不應(yīng)大

19、于 5%，拉桿若需穿過結(jié)構(gòu)模型試件結(jié)構(gòu)開 間或墻板時(shí)其孔洞位置和孔徑不宜影響試體受力狀態(tài)。7. 分配梁應(yīng)為簡支鉸接結(jié)構(gòu)。 集中荷載的分配級數(shù)不應(yīng)大于三級。 與試件接觸的臥式拉桿梁應(yīng)具有剛度。8. 柔性或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)試件的擬動(dòng)力試驗(yàn)應(yīng)有抗失穩(wěn)措施。六、試驗(yàn)實(shí)施和控制方法1. 試驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的擬建場地類型選擇具有代表性的地震加速度 時(shí)程曲線，并形成計(jì)算機(jī)的輸入數(shù)據(jù)文件。2. 擬動(dòng)力試驗(yàn)宜根據(jù)試驗(yàn)試件的不同工作狀態(tài)的要求， 可將地震加速 度數(shù)據(jù)文件中的各加速度值按振動(dòng)規(guī)律擴(kuò)大或縮小。3. 試驗(yàn)前宜對模型先進(jìn)行小變形靜力加載試驗(yàn)， 并確定試件的初始側(cè) 向剛度。4. 擬動(dòng)力試驗(yàn)初始計(jì)算參數(shù)應(yīng)包括各質(zhì)點(diǎn)的

20、質(zhì)量和高度、初始剛度、 自振周期、阻尼比等。5. 試驗(yàn)的加載控制量應(yīng)取試件各質(zhì)點(diǎn)在地震作用下的反應(yīng)位移。 當(dāng)試 件剛度很大時(shí)可采用荷載控制下逼近位移的間接加載控制方法， 但最 終控制量仍應(yīng)是試件質(zhì)點(diǎn)位移量。6. 量測試件各質(zhì)點(diǎn)處的變形和結(jié)構(gòu)恢復(fù)力宜采取多次反復(fù)采集的算 術(shù)平均值。7. 在擬動(dòng)力試驗(yàn)中應(yīng)對儀表布置、支架剛性、荷載最大輸出、量限位 等采取消除試驗(yàn)系統(tǒng)誤差的措施。七、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1. 對采用不同的地震加速度記錄和最大地震加速度進(jìn)行的每次試驗(yàn)， 均應(yīng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形處理， 各圖形應(yīng)考慮計(jì)入結(jié)構(gòu)模型進(jìn)入彈塑 性階段后各次試驗(yàn)依次產(chǎn)生的殘余變形影響， 主要圖形數(shù)據(jù)應(yīng)包括下 列內(nèi)容：1）基

21、底總剪力頂端水平位移曲線圖； 層間剪力層間水平位移曲線圖； 試件各質(zhì)點(diǎn)的水平位移時(shí)程曲線圖和恢復(fù)力時(shí)程曲線圖。2）最大加速度時(shí)的水平位移圖、恢復(fù)力圖、剪力圖、彎矩圖、抗震 設(shè)計(jì)的時(shí)程分析曲線與試驗(yàn)時(shí)程曲線的對比圖。2. 試件開裂時(shí)的基底總剪力、 頂端位移和相應(yīng)的最大地震加速度應(yīng)按 試件第一次出現(xiàn)裂縫（且該裂縫隨地震加速度增大而開 展）時(shí)的相應(yīng)數(shù)值確定，并應(yīng)記錄此時(shí)的地震反應(yīng)時(shí)間。3. 試件屈服、極限、破損狀態(tài)的基底總剪力、頂端水平位移和最大地 震加速度，宜按以下方法確定：1）應(yīng)采用同一地震加速度記錄按不同最大地震加速度進(jìn)行的各次試 驗(yàn)得到的基底總剪力頂端水平位移曲線， 取各曲線中最大反應(yīng)循環(huán)內(nèi)

22、 并已考慮各次試驗(yàn)依次使結(jié)構(gòu)模型產(chǎn)生的殘余變形影響后的各個(gè)反 應(yīng)值繪于同一坐標(biāo)圖中， 做出基底總剪力頂端水平位移包絡(luò)線 （見圖 6.7.3 )2）取包絡(luò)線上出現(xiàn)明顯拐彎點(diǎn)處（正負(fù)方向上較小一側(cè)）的數(shù)值為 試件屈服基底總剪力、屈服頂端水平位移和屈服狀態(tài)地震加速度。3）取包絡(luò)線上沿基底總剪力軸頂處（正負(fù)方向上較小一側(cè)）的數(shù)值 為試件極限基底總剪力和極限剪力狀態(tài)的地震加速度。4）取包絡(luò)線上沿頂端水平位移軸過極限基底總剪力點(diǎn)后基底總剪力 下降約15%點(diǎn)處（正負(fù)方向較小一側(cè)）的數(shù)值為試件破損基底總剪力 及相應(yīng)狀態(tài)地震加速度。第五章模擬地震振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力試驗(yàn)一、試驗(yàn)設(shè)備1當(dāng)試驗(yàn)要求高精度模擬地震波輸入時(shí)，宜選

23、用能對地震波具有迭代 功能的有數(shù)控裝置的模擬地震振動(dòng)臺(tái)。2. 模擬地震振動(dòng)臺(tái)應(yīng)根據(jù)試件的尺寸、質(zhì)量以及試驗(yàn)要求并結(jié)合振動(dòng) 臺(tái)的臺(tái)面尺寸、頻響特性和動(dòng)力性能等參數(shù)選擇使用。 對于大縮比的 試件模型應(yīng)選用高頻小位移的振動(dòng)臺(tái)， 對足尺或小縮比的試件模型應(yīng) 選用低頻大位移的振動(dòng)臺(tái)。二、試件安裝1. 在試件安裝之前應(yīng)檢查振動(dòng)臺(tái)各部分及控制系統(tǒng)， 確認(rèn)處于正常的 工作狀態(tài)。2. 試件與臺(tái)面之間宜鋪設(shè)找平墊層。3. 試件起吊下降安裝時(shí)應(yīng)防止受損。4. 試件就位后應(yīng)采用高強(qiáng)螺栓按底梁或底盤上的預(yù)留孔位置與臺(tái)面 螺栓孔連接， 并宜采用特制的限位壓板和支撐裝置固定試件。 在試驗(yàn) 過程中應(yīng)隨時(shí)檢查，防止螺栓松動(dòng)。三

24、、測試儀器1. 測試儀器應(yīng)根據(jù)試件的動(dòng)力特性、 動(dòng)力反應(yīng)、模擬地震振動(dòng)臺(tái)的性 能以及所需的測試參數(shù)來選擇。 被選用的各種測試儀器均應(yīng)在試驗(yàn)前 進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。2. 測試儀器的使用頻率范圍， 其下限應(yīng)低于試驗(yàn)用地震記錄最低主要 頻率分量的 1/10 ，上限應(yīng)大于最高有用頻率分量值。3. 測試儀器動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)大于 60db。4. 測量訊號分辨率應(yīng)小于最小有用振動(dòng)幅值的 1/10 。5. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄宜采用磁帶記錄器或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集和 記錄。6. 量測用的傳感器應(yīng)具有良好的機(jī)械抗沖擊性能，重量和體積要小，且便于安裝和拆卸7. 量測用的傳感器的連接導(dǎo)線， 應(yīng)采用屏蔽電纜。 量測儀器的輸出阻 抗和

25、輸出電平，應(yīng)與記錄儀器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)匹配。四、加載方法1. 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)加載時(shí)， 臺(tái)面輸入的地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程曲線應(yīng)按下列 條件進(jìn)行設(shè)計(jì)：1）設(shè)計(jì)和選擇臺(tái)面輸入加速度時(shí)程曲線時(shí)， 應(yīng)考慮試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的周期、 擬建場地類別、地震烈度和震中距離的影響。2）加速度時(shí)程曲線可直接選用強(qiáng)震記錄的地震數(shù)據(jù)曲線，也可按結(jié) 構(gòu)擬建場地類別的反應(yīng)譜特性擬合的人工地震波。 選用人工合成地震 波時(shí)持續(xù)時(shí)間不宜小于 20s。3）輸入加速度時(shí)程曲線的加速度幅值和持續(xù)時(shí)間應(yīng)按模型設(shè)計(jì)的比 例所確定的相似常數(shù)進(jìn)行修正。2. 模擬地震振動(dòng)臺(tái)模型試件的試驗(yàn)， 宜在加載前采用正弦頻率掃描法 或白噪聲激振法測定試件的動(dòng)力特性：1）正弦頻

26、率掃描法是采用單向等振幅加速度的變頻連續(xù)正弦波，臺(tái) 面輸入對試件進(jìn)行正弦掃描。 掃描速率可采用每分鐘一個(gè)倍頻程， 加 速度值為 0.05m/ s2 。當(dāng)振動(dòng)臺(tái)的噪聲電平極低時(shí)，也可選用更小的加 速度幅值。2）白噪聲激振法是采用單向白噪聲對試件激振，白噪聲的頻段應(yīng)能 覆蓋試件的自振頻率，加速度值為 0.5 0.8m/s2。3. 模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)， 宜采用多次分級加載方法， 加載可按下列步驟進(jìn)行： 1）依據(jù)按試件模型理論計(jì)算的彈性和非彈性地震反應(yīng)，估計(jì)逐次輸 入臺(tái)面加速度幅值。2）彈性階段試驗(yàn)。輸入某一幅值的地震地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程曲線， 量測試件的動(dòng)力反應(yīng)、放大系數(shù)和彈性性能。3）非彈性階段試驗(yàn)

27、。逐級加大臺(tái)面輸入加速度幅值，使試體逐步發(fā) 展到中等程度的開裂， 除了采集測試的數(shù)據(jù)外， 尚應(yīng)觀測試件各部位 的開裂或破壞情況。4）破壞階段試驗(yàn)。繼續(xù)加大臺(tái)面輸入加速度幅值，或在某一最大的 峰值下反復(fù)輸入， 使試件變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系， 直到試件整體破壞檢驗(yàn)結(jié)構(gòu) 的極限抗震能力。五、試驗(yàn)的觀測和動(dòng)態(tài)反應(yīng)量測1. 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按需要量測試件的加速度、 速度、位移和應(yīng)變等主 要參數(shù)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。2. 對于框架、墻體等試件， 加速度和位移測點(diǎn)宜優(yōu)先布置在加速度和 變形反應(yīng)最大的部位， 對于混凝土試件， 尚宜在試件受力和變形最大 的部位布置測點(diǎn)，量測鋼筋和混凝土的應(yīng)變和動(dòng)態(tài)反應(yīng)。3. 對于整體結(jié)構(gòu)模型試件，

28、宜在模型屋蓋和每層樓面高度位置， 布置 加速度和位移傳感器， 量測模型的層間位移與加速度反應(yīng)。 對于鋼筋 混凝土模型試件或有構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)模型試件， 應(yīng)量測鋼筋和混凝 土的應(yīng)變反應(yīng)。4. 在試件的底梁或底盤上， 宜布置測試試件底部相對于臺(tái)面的位移和加速度反應(yīng)的測點(diǎn)5. 當(dāng)采用接觸式位移計(jì)量測試件變形時(shí)， 安裝位移計(jì)的儀表架固定于 臺(tái)面或基坑外的地面上。儀表架本身必須有足夠的剛度。6. 傳感器與被測試件間應(yīng)使用絕緣墊隔離， 隔離墊諧振頻率要遠(yuǎn)大于 被測試件的頻率。7. 傳感器的連接導(dǎo)線應(yīng)牢固固定在被測試件上， 宜從物體運(yùn)動(dòng)較小的 方向引出。8. 對于鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)的試件， 在試驗(yàn)逐級加載

29、的間隙中， 應(yīng) 觀測裂縫出現(xiàn)和擴(kuò)展情況， 量測裂縫寬度， 將裂縫出現(xiàn)的次序和擴(kuò)展 情況按輸入地震波過程在試件上描繪并作出記錄。9. 試驗(yàn)的全過程宜以錄像作動(dòng)態(tài)記錄， 對于試件主要部位的開裂， 失 穩(wěn)屈服及破壞情況宜拍攝照片和作寫實(shí)記錄。六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 。1. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采樣頻率應(yīng)符合一般波譜信號數(shù)值處理的要求。2. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析前對數(shù)據(jù)必須進(jìn)行下列處理：1）根據(jù)傳感器的標(biāo)定值及應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)等對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。2）根據(jù)試驗(yàn)情況和分析需要、采用濾波處理、零均值化、消除趨勢 項(xiàng)等減小量測誤差的措施。3. 根據(jù)處理后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)提取測試數(shù)據(jù)的最大值及其相 對應(yīng)的時(shí)間、 時(shí)程反應(yīng)曲線以及結(jié)構(gòu)的自

30、振頻率、 振型和阻尼比等數(shù) 據(jù)。4. 當(dāng)采用白噪聲確定試件自振頻率和阻尼比時(shí)， 宜采用自功率譜或傳 遞函數(shù)分析求得。試件的振型宜用互功率譜或傳遞函數(shù)分析確定。5. 需用加速度反應(yīng)值計(jì)算位移值時(shí)， 可用積分法計(jì)算， 但應(yīng)消除趨勢 項(xiàng)和進(jìn)行濾波處理。第六章 原型結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)一、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備1. 應(yīng)搜集原型結(jié)構(gòu)所在場地的工程地質(zhì)和地震地質(zhì)設(shè)計(jì)圖紙、 結(jié)構(gòu)現(xiàn) 狀等資料。2. 應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康闹贫ㄔ囼?yàn)方案及必要的計(jì)算。二、試驗(yàn)方法1.測試結(jié)構(gòu)的基本振型時(shí)， 可優(yōu)先選用環(huán)境振動(dòng)法在滿足測試要求條 件下也可選用初位移等其他方法。2. 測試結(jié)構(gòu)平面內(nèi)多個(gè)振型時(shí)宜選用穩(wěn)態(tài)正弦波激振法。3. 測試結(jié)構(gòu)空間振型或扭轉(zhuǎn)

31、振型時(shí)宜選用多振源相位控制同步的穩(wěn) 態(tài)正弦波激振法或初速度法。4. 要評估結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)可選用隨機(jī)激振法或人工爆破模擬地震 法。三 . 試驗(yàn)設(shè)備和測試儀器1. 當(dāng)采用施加初速度的方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)宜采用小火箭作激振源，其作用力大小應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)對象從彈性階段動(dòng)力特性要求選定， 相應(yīng)的作用時(shí)間宜為數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒。2. 當(dāng)采用穩(wěn)態(tài)正弦激振的方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 宜采用旋轉(zhuǎn)慣性機(jī)械起振機(jī)，也可采用液壓伺服激振器使用頻率范圍宜在 0.530HZ,頻率分辨率應(yīng)高于 0.01HZ3. 可根據(jù)需要測試的動(dòng)參數(shù)和振型階數(shù)等具體情況，選擇加速度儀、 速度儀或位移儀。必要時(shí)尚可選擇相應(yīng)的配套儀表。4. 應(yīng)根據(jù)需要測試的最

32、低和最高階頻率選擇測試儀器的頻率范圍。5. 測試儀器的最大可測范圍， 應(yīng)根據(jù)試件結(jié)構(gòu)的類別被測試體振動(dòng)的 強(qiáng)烈程度來選定。6. 測試儀器的分辨率應(yīng)根據(jù)試件結(jié)構(gòu)的最小振動(dòng)幅值來選定，7. 傳感器的橫向靈敏度應(yīng)小于 0.05.8. 進(jìn)行瞬態(tài)過程測試時(shí)， 測試儀器的可使用頻率范圍應(yīng)比穩(wěn)態(tài)測試時(shí) 大一個(gè)數(shù)量級。9. 傳感器應(yīng)具備機(jī)械強(qiáng)度高，安裝調(diào)節(jié)方便，體積重量小，而 便于攜帶，防水，防電磁干擾等性能。10記錄儀器或數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)電平輸入及頻率范圍應(yīng)與測試儀器 的輸出相匹配。四、試驗(yàn)要求1. 原型結(jié)構(gòu)脈動(dòng)測試應(yīng)滿足下列要求1）應(yīng)避免環(huán)境及系統(tǒng)干擾。2）測試記錄時(shí)間， 在測量振型和頻率時(shí)不應(yīng)少于 5m

33、in, 在測試阻尼時(shí) 不應(yīng)小于 30min。3）當(dāng)因測試儀器數(shù)量不足而作多次測試時(shí)，每次測試中應(yīng)至少保留 一個(gè)共同的參考點(diǎn)。2. 原型結(jié)構(gòu)機(jī)械激振振動(dòng)測試應(yīng)滿足下列要求：1）應(yīng)正確選擇激振器的位置，合理選擇激振力，防止對結(jié)構(gòu)引起振 型畸變。2）當(dāng)繳振器安裝在樓板上時(shí)，應(yīng)避免樓板的豎向自振頻率和剛度的 影響，激振力應(yīng)具有傳遞途徑。3）激振試驗(yàn)中宜采用掃頻方式尋找共振頻率在共振頻率。在共振頻率附近進(jìn)行測試時(shí)，應(yīng)保證半功率帶寬內(nèi)有不少于 5個(gè)頻率的測點(diǎn)3. 施加初速度自由振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)滿足下列要求：1）火箭筒的數(shù)目應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)方案決定。2）火箭筒布置的位置宜在建筑物的頂部和結(jié)構(gòu)主體部分的側(cè)面，火

34、 箭筒的引爆宜用干電池引爆方式。3）當(dāng)采用多個(gè)火箭激振時(shí)，各個(gè)火箭筒應(yīng)同時(shí)引爆。4. 施加初位移的自由振動(dòng)測試應(yīng)符合下列要求： 1）應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟贾美€點(diǎn)。2）拉線與結(jié)構(gòu)的連結(jié)部分應(yīng)具有能夠整體傳力到主體受力構(gòu)件 上。3）每次測試時(shí)應(yīng)記錄拉力數(shù)值和與結(jié)構(gòu)軸線間的夾角。量取波 值時(shí)，不得取用突斷衰減的最初兩個(gè)波。4）拉測時(shí)不應(yīng)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1. 對原型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的時(shí)域數(shù)據(jù)處理應(yīng)滿足下列要求：1）對記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行零點(diǎn)漂移記錄波形和記錄長度的檢驗(yàn)。2）試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的自振頻率可在記錄曲線上比較規(guī)則的波形段內(nèi)取有限個(gè)周期的平均值 3）試件結(jié)構(gòu)阻尼比可按自由衰減曲線求取，在穩(wěn)態(tài)正弦激振

35、時(shí)可根 據(jù)實(shí)測后的共振曲線采用半功率點(diǎn)法求取。4）試件結(jié)構(gòu)各測點(diǎn)的幅值， 應(yīng)用記錄信號幅值除以測試系統(tǒng)的增益， 并按此求得振型。2. 對原型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的頻域數(shù)據(jù)處理應(yīng)滿足下列要求：1）頻域數(shù)據(jù)處理采樣間隔應(yīng)符合采樣定理的要求。2）對頻域中的數(shù)據(jù)應(yīng)采用濾波零均值化方法進(jìn)行處理。3）試件結(jié)構(gòu)的自振頻率可采用自譜分析或付里葉譜分析方法求取。4）試件結(jié)構(gòu)的阻尼比，宜采用自相關(guān)函數(shù)分析曲線擬合法或半功率 點(diǎn)法確定。5）試件結(jié)構(gòu)的振型，宜采用自譜分析、互譜分析或傳遞函數(shù)分析方 法確定。6）對于復(fù)雜試件結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)宜采用譜分析、相關(guān)分析、傳遞函 數(shù)分析和相干分析等方法進(jìn)行分析。3. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后， 應(yīng)根據(jù)

36、需要提供試件結(jié)構(gòu)的自振頻率、 阻尼比和 振型以及動(dòng)力反應(yīng)最大幅值、時(shí)程曲線、頻譜曲線等分析結(jié)果。結(jié)構(gòu)擬靜力與擬動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ?結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足物理幾何以及邊界條件的相似 要求并根據(jù)基本方程按結(jié)構(gòu)力學(xué)建立相似關(guān)系結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶椿痉匠探⑾嗨脐P(guān)系時(shí)尚應(yīng)滿 足質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力平衡方程式相似和運(yùn)動(dòng)的初始條件相似 結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮嚰O(shè)計(jì)可采用方程式分析法或量綱 分析法求得模型試件與原型結(jié)構(gòu)之間的相似關(guān)系 結(jié)構(gòu)抗震動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)應(yīng)按附表相似系數(shù)計(jì) 算相似關(guān)系并應(yīng)符合下列規(guī)定當(dāng)模型與原型結(jié)構(gòu)在具有同樣重力加速度效應(yīng)的情 況下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按附表中彈塑性模型相似系數(shù)計(jì)算相 似關(guān)系在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)可采用人工模擬質(zhì)量的強(qiáng)度模型 采用人工質(zhì)量模擬的強(qiáng)度模型時(shí)應(yīng)按附表中人工質(zhì)量模擬的彈塑性模型的相似系數(shù)計(jì)算相似關(guān)系對于可忽略重力加速度的影響的強(qiáng)度模型和只涉及 彈性范圍工作的彈性模型應(yīng)按附表中忽略重力效應(yīng)的彈 性模型的相似系數(shù)計(jì)算相似關(guān)系解力禎犁的相佩聚做WA.2.3R|K J弭機(jī)ftlSF<DC2)flt血髯占L.BdHfi7瓦此J誥覽r &1血P &a