结构实验技术
田石柱 教授 土木工程学院
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§2.7 建筑结构抗震试验方法
地震造成的灾害是极其严重的: 1976年唐山地震；1985年墨西哥城地震 1995年阪神地震；1999年台湾地震 2008年汶川地震等
为了减少人员伤亡和经济损失，提高建筑物 的抗震能力，确保人民生命和财产不受损失，需 要进行抗震理论的研究。
在上述三种位移控制加载制度中。以变幅等幅
混合加载方案使用得最多。
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(2) 力控制加载
力控制加载是在加载过程中，以力作为控制值， 按一定的力幅值进行循环加载。因为试件屈服后难 以控制加载的力，所以这种加载制度较少单独使用。
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应用该试验方法可以最大限度地利用试件提供 的各种信息，例如：承载力、刚度、变形能力、耗 能能力和损伤特征等。拟静力试验的根本目的是对 结构在荷载作用下的基本性能进行深入的研究，进 而建立恢复力模型和承载力计算公式，探讨结构的 破坏机制，并改进结构的抗震构造措施。
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(3) 力—位移混合控制加载 这种加载制度是先以力控制进行加载，
当试件达到屈服状态时改用位移控制，一直 至试件破坏。
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《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96)规定： 试件屈服前，应采用载荷控制并分级加载，接
近开裂和屈服荷载前宜减少级差加载；试件屈服后 应采用变形控制，变形值应取屈服时试件的最大位 移值，并以该位移的倍数为级差进行控制加载；施 加反复荷载的次数应根据试验目的确定，屈服前每 级荷载可反复一次，屈服以后宜反复三次。
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典型的拟静力试验加载系统
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3 单向反复加载制度
目前国内外较为普遍采用的单向(一维)反复加 载制度主要有三种： 位移控制加载 力控制加载 力—位移混合控制加载
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§2.8 建筑结构抗震试验方法
一、伪静力试验
50年代后期开始，由于非线性地震反应研究 工作的开展，结构和构件的恢复力特性试验开始 引起人们注意。到60～70年代就不单是为了地震 反应计算而研究结构或构件的恢复力模型，进而 要求从能量耗散的角度进行模拟地震作用的滞回 特性试验，以此探求结构的抗震性能。
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(1) 位移控制加载
位移控制加载是在加载过程中以位移作为控制 值或以屈服位移的倍数作为控制值，按一定的位移 增幅进行循环加载。当试件具有明确屈服点时，一 般都以屈服位移的倍数为控制值。当试件不具有明 确的屈服点时(如轴压比较大的柱)或无屈服点时(如 无筋砌体)，则由研究者根据已有专业知识主观规定 一个认为合适的位移标准值来控制试验加载。
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1 试验方法
静力试验是目前在结构(或构件)抗震性能研究 中应用最广泛的试验方法。它是以一定的荷载或位 移作为控制值对试件进行低周反复加载，以获得结 构非线性的荷载一变形特性，故又称为低周反复加 载试验或恢复力特性试验。
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则由试验测得的滞回曲线可以建立构件的恢复力模
型。
等幅位移控制加载：
主要用于如极限滞回耗能、强度降低率和刚度退化规
律等。
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混合位移控制加载： 可以综合地研究构件的性能，其中包括等幅部
分的强度和刚度变化，以及在变幅部分、特别是大 变形增长情况下强度和耗能力的变化。
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在位移控制加载中，根据位移控制的幅值不同， 又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载。
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变幅位移控制加载：
多用于研究构件的恢复力特性，并建立其恢复
力模型。一般，每一级位移幅值下循环二～三次，
§2.7 建筑结构抗震试验方法
这样人们不得不寻求试验的方法以解决理论 分析的不足。特别是对于大型复杂结构、超出抗 震设计规范规定的结构和新型结构体系，必须进 行必要的抗震试验以补充理论分析的不足，这样 抗震研究的一个主要研究方向是抗震试验方法的 研究。
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§2.8 建筑结构抗震试验方法
目前，结构抗震试验方法主要分三种： 1．伪(拟）静力试验方法或低周反复加载静力试验 (Quasi Static Test) 2．地震模拟振动台试验方法（Shaking Table Test） 3．伪（拟）动力试验方法或计算联机试验(Pseudo Dynamic Test)。
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§2.7 建筑结构抗震试验方法
由于地震机制和结构抗震性能的复杂性，凭 理论分析的手段很难把握结构在地震作用下的性 能、反应过程和破坏机理，经常是理论分析与实 际地震作用下结构的反应、破坏现象差别较大。
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2．试验设备与加载装置
近年来随着经济的发展和科学技术水平的不断 提高，结构加载设备有了质的改变，目前许多结构 试验室主要采用电液伺服加载系统进行结构的拟静 力试验加载，并采用计算机进行试验控制和数据采 集。
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建议的几种试验加载装置
《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96)
2．试验设备与加载装置
拟静力试验常用设备：加载设备、反力墙、试 验台座、荷载架等，其中加载设备种类较多，过去 主要采用双向机械式千斤顶或液压千斤顶进行试验 加载。由于这类加载设备主要是手动加载，自动化 程度不高，加载过程不易控制，往往造成数据测量 不稳定、不准确，试验结果分析困难。
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