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2、共振法（振动荷载法）
功率 放大器 信号 发生器
拾振器
激振器 试 频率仪 件
放大器 放大器 放大器 放大器
记录仪 相位计
共振法测量原理框图
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有阻尼自由振动的运动方程：
x (t ) = x m e −η t sin( ω t + ϕ )
自由振动 时间历程曲线
αn αn 1 ln = η T ； η = ln ； α n +1 T α n +1 η —衰减系数 ζ —阻尼比
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•二、周期性反复静力加载试验
(a)墙片试验装置
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(b)梁式构件试验装置
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8.1 结构抗震试验方法简介 自振特性试验 • 自振特性试验以获取或确定结构的自振周期、振型和阻尼 为目的。 实用的方法通常有三种： ¾ ¾ ¾
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自由振动法 共振法 脉动法。
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图8-2 控制位移的等幅加载制度
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8.1 结构抗震试验方法简介 • 结构抗震试验的主要任务是研究构件或结构的动力破坏机 理与破坏特征，确定结构的动力特性，为结构的动力理论 模型提供基础。 • 结构试验主要类型有：自振特性试验、周期性反复静力加 载试验、振动台试验和拟动力试验。
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模型试验
相似模型 相似模型要求满足比较严格的相似条件，即要求满足几 何相似、力学相似和材料相似。它是用适当的缩尺比例和相 似材料制成，在模型上施加相似力系，使模型受力后重演原 型结构的实际工作状态，最后根据相似条件，由模型试验的 结果推演原型结构的工作性能。例如，为了研究上海东方明 珠广播电视塔结构(高度468m)的动力特性及结构的地震反应 和破坏特征，1991年在同济大学进行了1／50相似模型的振 动台试验。
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生产鉴定性试验：试件往往是某一具体结构或构件，一般不存在试 件设计和制作问题。在进行试验前要收集和研究试件的原始资料等， 并对构件进行实地考察，检查构件的施工质量状况。对于生产使用情 况，需要深入现场向生产者和使用者调查了解；对于受灾损伤的结 构，了解受灾原因、过程和结构的现状。对于实际调查的结果认真整 理，作为拟定试验方案、进行试验设计的依据。 科学研究性试验：根据研究课题，了解其在国内外的发展现状并通 过收集和查阅有关文献资料，确定试验的性质与规模进行试件设计， 确定试件形状、尺寸和数量；试件加工制作；确定加载方案和设计加 载系统；选定量测项目及量测方法，作好仪器设备的率定；制定试验 安全措施；提出试验经费预算、消耗器材数量、规格与试验设备清 单，在设计规划基础上提出试验大纲及进度计划。
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8.1 结构抗震试验方法简介

土木工程结构 试验包括结构试 验设计、试验准 备、试验实施和 试验分析等主要 环节，每个环节 的工作内容和它 们之间的关系如 图所示。
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大型结构试验反力墙设备
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•二、周期性反复静力加载试验
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第八章 结构动力特性分析
结构抗震试验方法简介 动力性能的一般特性 基本构件的动力特性 整体结构的动力性能 恢复力曲线模型 系统识别理论
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3、脉动法
脉动：由于人为活动和自然环境的影响，建筑物在一般情况下都 经常产生微幅振动（振动以微米计）。这种微幅振动称之为建筑 物的脉动。 脉动法：是通过测量建筑物的脉动反应波形来确定建筑物的动力 特性。 脉动信号的功率谱峰值对应着结构的固有频率。
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参数测定
基本频率
第二频率
频率
共振时的 振动图形和共振曲线 衰减系数：
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由共振曲线 求阻尼系数和阻尼比 阻尼比：
ζ = η ω0
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η =
ω 2 − ω1
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用共振法测建筑物振型
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（a）控制位移
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（b）控制作用力
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图8-1 伪静力试验低周反复加载制度
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二、周期性反复静力加载试验
b．等幅加载 控制位移的等幅加载如图8-2所示： c．变幅等幅混合加载 混合加载制度是将变幅、等幅两种加载制度结合起来，如 图8-3所示。
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1、自由振动法
拾振器 撞击 位移传感器 结构物
放大器 桥盒 动态电阻 应变仪 光线 示波器
自由振动衰减量测系统
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二、周期性反复静力加载试验 • 拟静力试验：周期性加载是指按一定的力或位移周期性地反 复或重复加载。 • 拟静力试验始于50年代后期、为确定构件和结构的恢复力模 型进行的。根据试验所得的荷载位移关系曲线反映结构耗能 能力的强弱，观察并研究结构破坏机理。 • 拟静力试验加载试验装置的基本组成部分为：反力装置,加 载器,试验台座。
•二、周期性反复静力加载试验
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(c)梁柱节点试验装置
(d)测P-△效应的节点试验装置 23
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二、周期性反复静力加载试验
1．静力试验加载制度的分类 （1）单向反复加载 1）控制位移加载法 又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载等方法。 a．变幅加载 控制位移的变幅加载如图8-1(a)所示。
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模型试验 工程结构的模型试验与足尺结构试验相比，它具有以下特点 • 经济性好。由于结构模型的几何尺寸一般比原型小很多(如一 般为原型的1/2～1/50)，可以节约材料、减少试验设备容量 ，并且“一模多用”。 • 数据准确。模型试验一般都在试验室内进行，试验条件容易 控制，可以避免外界因素的干扰(如风雨、温湿度变化等)， 保证了试验结果的准确度。 • 针对性强。可以根据试验目的，只突出主要因素，简略次要 因素，从而设计出合理的模型形状。 • 可以在试验室内进行大型结构和整体结构的模型试验。
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