建筑抗震試驗第一章：概述一、抗震試驗方法擬靜力試驗：用確定的荷載把握或變形把握對試件進展低周反復加載使試件從彈性階段直至破壞的一種試驗。擬動力試驗：試件在靜力試驗臺上實時模擬地震驚力反響的試驗。模擬地震振動臺試驗：通過振動臺臺面對試件輸入地面運動模擬地震對試件作用全過程的抗震試驗。二、根本概念試件凡作為抗震試驗的對象均稱試件、為試驗構件、構造的原型和模型的總稱。原型構造按施工圖設計建成的直接投入使用的構造。3.足尺模型尺寸材料受力特性與原型構造一樣的構造模型。4.彈性模型為爭論在荷載作用下構造彈性性能、用勻質彈性材料制成與原型相像的構造模型。5.彈塑性模型為爭論在荷載作用下構造各階段工作性能，包括直至破壞的全過程反響，用與實際構造一樣的材料制成的與原型相像的構造模型。三、試驗把握方式1.荷載把握以荷載值的倍數為級差的加載把握。2.變形把握以變形值的倍數為級差的加載把握。一、一般要求何、物理、力學、構造和邊界的相應條件。滿足有關規定。試驗時不得發生非試驗目的的破壞。當試件為截取的柱或墻時，其上部荷載重量應視為豎向外力。當試件為構件時，同類構件不得少于2個，用于根本性質試驗的構件數量，應通過各種因素用正交設計確定。按附加荷載在整個試件上的作用位置與分布狀況確定。設計見下表。二、擬靜力和擬動力試驗試件的尺寸要求1/4。混凝土構造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。1/4。框架試件與原型的比例可取原型構造的1/8。三、模擬地震振動臺試驗試件的設計要求構造彈性模型與原型比例，不宜小于原型構造的1/100。彈塑性模型與原型的比例不宜小于原型構造的1/15。構造的要求。均勻布置在各層樓面和屋面上，荷重塊應與模型固牢。心高度對試件在平面外所產生的影響。的規定。四、試件的材料與制作要求砌體試件的材料與制作抗震試驗所用塊材的強度等級應與原型構造相全都。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試件應依據模型的縮尺比例可承受特制的縮尺磚或砌塊。試件材料力學性能試驗方法應符合現行國家標準《砌體根本力學性質試驗方法》的要求。試件為配筋砌體時尚應進展砌體中所配鋼筋的根本力學性能試驗。砌體試件的制作養護應符合國家標準《砌體工程施工及驗收標準》的要求。混凝土試件的材料與制作試件承受混凝土時應進展以下力學性能試驗：a.制作混凝土立方體試件測定試件混凝土抗壓強度；b.當需要混凝土的應力應變關系時應制作棱柱體試件進展測定并繪制混凝土的應力應變曲線；c力較小部位截取試件進展材料力學性能試驗。混凝土彈塑性模型其力學性能和骨料級配宜承受與原型構造有相像性的混凝土作為試件材料。混凝土彈塑性模型其試件配筋的材料應符合相像性的要求，可紋筋時，光面鋼筋宜作外表壓痕處理。試件承受的鋼筋應事先取樣并測定鋼筋的彈性模量繪制鋼筋的應力應變曲線。試件制作時安裝量測儀表的預埋件和預留孔洞位置應正確，在施工中應實行防止預埋的傳感元件損壞的措施。各類混凝土材性試件均應與試件同批同時制作并應在同樣條件下進展養護。混凝土試件的制作養護應符合現行國家標準《混凝土工程施工及驗收標準》的要求。一、試驗裝置及加載設備試驗裝置的設計應滿足以下要求：試驗裝置與試驗加載設備應滿足試件的設計受力條件和支承方式的要求。試驗臺、反力墻、門架、反力架等，其傳力裝置應具有剛度、5倍，試驗臺應能承受垂直和水平方向的力.試驗臺在其可能供給反力部位的剛度，應比試件大10倍。墻體通過加載器施加豎向荷載時應在門架與加載器之間設置滾動導軌，見圖5.2.1，其摩擦系數不應大于0.01。加載器的加載力氣和行程應大于試件的最大受力和極限變形。5.2.2。5.2.3所示的四連桿試驗裝置，其四連桿構造與L型加載桿均應具有足夠的剛度，對以彎剪受力為主的構件可承受圖5.2.1墻片試驗裝置。對于梁柱節點的試驗當試件要求測P5.2.4裝置。圖5.2.5柔性或易失穩試件的擬靜力試驗，應實行抗失穩的技術措施。二、量測儀表的選擇最大量程。區分率應滿足最小荷載作用下的區分力氣。誤差為1.0%F.S。F.S——表示滿量程。應變測量儀表的精度、誤差和量程應滿足以下要求：各種應變式傳感器最小分度值不宜大于10106。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。靜態電阻應變儀〔包括具有巡回檢測自動化功能的數字式應變儀〕的精度不應低于B級，最小分度值不宜大于10106注：電阻應變儀量測精度級別應符合國家行業標準的規定4.各種記錄儀精度不得低于0.5%F.S三、加載方法加載值不宜超過開裂荷載計算值的30%。砌體構造試件不宜超過開裂荷載計算值的20%。加試件估量開裂荷載的40~60%，并重復次2~3，再逐步加至100%。3度宜全都。當進展承載力氣和破壞特征試驗時，應加載至試件極限荷載下降段；對混凝土構造試件下降值應把握到最大荷載的85%。試件擬靜力試驗的加載程序應承受荷載變形雙把握的方法:載前宜減小級差進展加載。試件屈服后應承受變形把握，變形值應取屈服時試件的最大位移值，并以該位移值的倍數為級差進展把握加載。施加反復荷載的次數應依據試驗目確實定，屈服前每級荷載可反復一次，屈服以后宜反復三次。P—效應的影響。7各層樓板施加。四、試驗數據處理混凝土構件試件的荷載及變形試驗資料整理應按以下規定進展：開裂荷載及變形應取試件受拉區消滅第一條裂縫時相應的荷載和相應變形屈服應變時相應的荷載和相應變形。試件的承受最大荷載和變形應取試件承受荷載最大時相應的荷載和相應變形。破壞荷載及相應變形應取試件在最大荷載消滅之后隨變形增加而荷載下降至最大荷載的85%時的相應荷載和相應變形。混凝土試件的骨架曲線應取荷載變形曲線的各加載級第一循環的峰點所連成的包絡線圖，見以以下圖。試件的剛度可用割線剛度來表示割線剛度應按下式計算：試件的延性系數應依據極限位移和屈服位移之比計算：XuXy式中X ——試件的極限位移；uX ——試件的屈服位移。y荷載降低系數i

應按下式計算：Fi ji Fi1j式中Fij時第次循環峰點荷載值；jFi1j時第次循環峰點荷載值。j試件的能量耗散力氣應以荷載變形滯回曲線所包圍的面積來衡量能量耗散系數應按下式計算一、緒論擬動力試驗是指混凝土構造、鋼構造、砌體構造、組合構造的模型在靜力試驗臺上模擬實施地震驚力反響的抗震性能試驗。對剛度較大的多質點模型可承受等效單質點擬動力試驗方法二、試驗系統及加載設備擬動力試驗系統應符合以下要求1〕試驗系統應由試件、試驗臺、反力墻、加載設備、計算機、數據采集儀器儀表組成。2〕加載設備宜承受閉環自動把握的機械或液壓伺服系統裝置的試驗機。3〕與動力反響直接有關的把握參數儀表不宜承受非傳感器式的機械直讀儀表。加載設備的性能應滿足以下要求試驗系統應能實現力和位移反響的伺服把握。系統動態響應的幅頻特性不應低于2〔mm*HZ〕3)力值系統允許誤差為1.5%F.S;區分力應小于或等于0.1%F.S。位移系統允許誤差為1%F.S；區分力應小于或等于0.1%F.S。加載設備在一段地震加速度時程曲線的試驗周期內其加載設備應穩定牢靠無故障地連續工作。三、數據采集儀器儀表測量儀表可參照擬靜力試驗。度不宜低于每秒鐘個測點。四、數據處理計算機及其接口力試驗承受的計算機〔包括軟件〕應滿足實時把握與數據采集、數據處理、圖形輸出等功能要求。試件把握參量、構造量測參量應通過標準接口實現把握與數據采集。五、試驗裝置試驗裝置的同擬靜力試驗的規定水平加載安排裝置宜承受垂直方向滾動彈性支承〔圖6.5.2〕。〔圖6.5.3〕。件產生剪彎反力的裝置。恒載精度應為1.5，當裝置〔見圖6.5.4〕承受一般液壓加荷設備時，應有穩壓技術措施穩壓，允許誤差為2.5。圖 裝有垂直恒載伺服作動器的框架構造試件擬動力試驗裝置框架或桿件構造試件的水平集中荷載應通過拉桿傳力裝置作用在節點上，其總承載力應大于最大加載力的二倍。作用在構造模型試件上的水平集中荷載應通過安排梁拉桿裝置均間或墻板時其孔洞位置和孔徑不宜影響試體受力狀態。試件接觸的臥式拉桿梁應具有剛度。柔性或不穩定構造試件的擬動力試驗應有抗失穩措施。六、試驗實施和把握方法試驗前應依據構造的擬建場地類型選擇具有代表性的地震加速度時程曲線，并形成計算機的輸入數據文件。度數據文件中的各加速度值按振動規律擴大或縮小。向剛度。擬動力試驗初始計算參數應包括各質點的質量和高度、初始剛度、自振周期、阻尼比等。終把握量仍應是試件質點位移量。量測試件各質點處的變形和構造恢復力宜實行屢次反復采集的算術平均值。在擬動力試驗中應對儀表布置、支架剛性、荷載最大輸出、量限位等實行消退試驗系統誤差的措施。七、試驗數據處理對承受不同的地震加速度記錄和最大地震加速度進展的每次試驗，內容：；試件各質點的水平位移時程曲線圖和恢復力時程曲線圖。2〕最大加速度時的水平位移圖、恢復力圖、剪力圖、彎矩圖、抗震設計的時程分析曲線與試驗時程曲線的比照圖。試件第一次消滅裂縫〔且該裂縫隨地震加速度增大而開展〕時的相應數值確定，并應記錄此時的地震反響時間。試件屈服、極限、破損狀態的基底總剪力、頂端水平位移和最大地震加速度，宜按以下方法確定：1〕應承受同一地震加速度記錄按不同最大地震加速度進展的各次試并已考慮各次試驗依次使構造模型產生的剩余變形影響后的各個反〔見圖6.7.3〕。取包絡線上消滅明顯拐彎點處〔正負方向上較小一側〕的數值為試件屈服基底總剪力、屈服頂端水平位移和屈服狀態地震加速度。3〕取包絡線上沿基底總剪力軸頂處〔正負方向上較小一側〕的數值為試件極限基底總剪力和極限剪力狀態的地震加速度。4〕取包絡線上沿頂端水平位移軸過極限基底總剪力點后基底總剪力下降約15%點處〔正負方向較小一側〕的數值為試件破損基底總剪力及相應狀態地震加速度。一、試驗設備功能的有數控裝置的模擬地震振動臺。選用低頻大位移的振動臺。二、試件安裝工作狀態。試件與臺面之間宜鋪設找平墊層。試件起吊下降安裝時應防止受損。試件就位后應承受高強螺栓按底梁或底盤上的預留孔位置與臺面過程中應隨時檢查，防止螺栓松動。三、測試儀器進展系統標定。頻率重量的1/10，上限應大于最高有用頻率重量值。測試儀器動態范圍應大于60db。測量訊號區分率應小于最小有用振動幅值的1/10。試驗數據的記錄宜承受磁帶記錄器或計算機數據采集系統采集和記錄。量測用的傳感器應具有良好的機械抗沖擊性能，重量和體積要小，且便于安裝和拆卸。抗和輸出電平，應與記錄儀器或數據采集系統匹配。四、加載方法條件進展設計：擬建場地類別、地震烈度和震中距離的影響。2〕加速度時程曲線可直接選用強震記錄的地震數據曲線，也可按構造波時持續時間不宜小于20s。3〕輸入加速度時程曲線的加速度幅值和持續時間應按模型設計的比例所確定的相像常數進展修正。或白噪聲激振法測定試件的動力特性：1〕正弦頻率掃描法是承受單向等振幅加速度的變頻連續正弦波，臺速度值為0.05m/s2。當振動臺的噪聲電平極低時，也可選用更小的加速度幅值。2〕白噪聲激振法是承受單向白噪聲對試件激振，白噪聲的頻段應能掩蓋試件的自振頻率，加速度值為0.5~0.8m/s2。驟進展：1〕依據按試件模型理論計算的彈性和非彈性地震反響，估量逐次輸入臺面加速度幅值。2〕彈性階段試驗。輸入某一幅值的地震地面運動加速度時程曲線，量測試件的動力反響、放大系數和彈性性能。3〕非彈性階段試驗。逐級加大臺面輸入加速度幅值，使試體逐步進展的開裂或破壞狀況。4〕破壞階段試驗。連續加大臺面輸入加速度幅值，或在某一最大的的極限抗震力氣。五、試驗的觀測和動態反響量測要參數的動態反響。的部位布置測點，量測鋼筋和混凝土的應變和動態反響。土的應變反響。加速度反響的測點。臺面或基坑外的地面上。儀表架本身必需有足夠的剛度。被測試件的頻率。方向引出。狀況按輸入地震波過程在試件上描繪并作出記錄。穩屈服及破壞狀況宜拍攝照片和作寫實記錄。六、試驗數據處理。試驗數據采樣頻率應符合一般波譜信號數值處理的要求。試驗數據分析前對數據必需進展以下處理：依據傳感器的標定值及應變計的靈敏系數等對試驗數據進展修正。依據試驗狀況和分析需要、承受濾波處理、零均值化、消退趨勢項等減小量測誤差的措施。依據處理后的試驗數據，應提取測試數據的最大值及其相據。遞函數分析求得。試件的振型宜用互功率譜或傳遞函數分析確定。5項和進展濾波處理。一、試驗前的預備狀等資料。應依據試驗目的制定試驗方案及必要的計算。二、試驗方法件下也可選用初位移等其他方法。測試構造平面內多個振型時宜選用穩態正弦波激振法。測試構造空間振型或扭轉振型時宜選用多振源相位把握同步的穩態正弦波激振法或初速度法。要評估構造的抗震性能時可選用隨機激振法或人工爆破模擬地震法。三.試驗設備和測試儀器當承受施加初速度的方法進展試驗時宜承受小火箭作激振源，其作用力大小應依據試驗對象從彈性階段動力特性要求選定，相應的作用時間宜為數毫秒至數十毫秒。率應高于0.01HZ。可依據需要測試的動參數和振型階數等具體狀況，選擇加速度儀、速度儀或位移儀。必要時尚可選擇相應的配套儀表。應依據需要測試的最低和最高階頻率選擇測試儀器的頻率范圍。猛烈程度來選定。測試儀器的區分率應依據試件構造的最小振動幅值來選定，傳感器的橫向靈敏度應小于0.05.大一個數量級。傳感器應具備機械強度高，安裝調整便利，體積重量小，而便于攜帶，防水，防電磁干擾等性能。10記錄儀器或數據采集分析系統電平輸入及頻率范圍應與測試儀器的輸出相匹配。四、試驗要求原型構造脈動測試應滿足以下要求應避開環境及系統干擾。5min,在測試阻尼時不應小于30min。3〕當因測試儀器數量缺乏而作屢次測試時，每次測試中應至少保存一個共同的參考點。原型構造機械激振振動測試應滿足以下要求：1〕應正確選擇激振器的位置，合理選擇激振力，防止對構造引起振型畸變。2〕當繳振器安裝在樓板上時，應避開樓板的豎向自振頻率和剛度的影響，激振力應具有傳遞途徑。3〕激振試驗中宜承受掃頻方式查找共振頻率在共振頻率。在共振頻率四周進展測試時，應保證半功率帶寬內有不少于5個頻率的測點。3.施加初速度自由振動試驗應滿足以下要求：火箭筒的數目應依據試驗目的及試驗方案打算。火箭筒布置的位置宜在建筑物的頂部和構造主體局部的側面，火箭筒的引爆宜用干電池引爆方式。3〕當承受多個火箭激振時，各個火箭筒應同時引爆。4.施加初位移的自由振動測試應符合以下要求：應依據試驗目的布置拉線點。上。值時，不得取用突斷衰減的最初兩個波。4〕拉測時不應使構造消滅裂縫。五、試驗數據處理對原型構造試驗的時域數據處理應滿足以下要求：對記錄的試驗數據應進展零點漂移記錄波形和記錄長度的檢驗。試驗構造的自振頻率可在記錄曲線上比較規章的波形段內取有限個周期的平均值。3〕試件構造阻尼比可按自由衰減曲線求取，在穩態正弦激振時可依據實測后的共振曲線承受半功率點法求取。并按此求得振型。對原型構造試驗的頻域數據處理應滿足以下要求：頻域數據處理采樣間隔應符合采樣定理的要求。對頻域中的數據應承受濾波零均值化方法進展處理。試件構造的自振頻率可承受自譜分析或付里葉譜分析方法求取。試件構造的阻尼比，宜承受自相關函數分析曲線擬合法或半功率點法確定。5〕試件構造的振型，宜承受自譜分析、互譜分析或傳遞函數分析方法確定。