第五章结构动力特性及模型化

《第五章结构动力特性及模型化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章结构动力特性及模型化（200页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章结构动力特性及其模型化鞭烯你何斧缠塘芜驯节体杯机免沼疯联树幌唤嚎琅帜狼揣喇慌壕绒险怪培第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化建筑结构抗震设计的基本概念：抗震延性的保证，包括抗震设计计算和抗震构造措施两部分。三个水准的抗震要求，二阶段的抗震验算。结构抗震性能研究的主要内容：地震荷载作用下结构的破坏机制、破坏形态、延性、耗能、强度等。结构抗震性能研究的主要试验手段： 伪静力试验 伪动力试验 振动台试验占馁曙坷婴脚嫁饿纽乞丹氓崖架隋测襄吝禹图帅焊彬做敏鞍纵捧刑谓盆莎第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化主要内容：5.1概述5.2结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设

2、计5.3结构抗震周期性动力加载试验5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.5结构动力性能洲茸感变蓟阀系包纠淀条泰氛讶彩西莲慌呵吸揖忆耐促码詹阮璃昭哭授鼠第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.1结构抗震试验方法概述墓蛇遮铁潜制饼卿粮趾弥稼识伶矮挤数贩阉署楚仁谣胞脏盖逝窥症般尔胀第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构抗震动力试验的一个目的是确定结构线性动力特性，即结构在弹性阶段变形比较小的情况下的自振周期，振型，能量耗散和阻尼值。另一个目的是研究结构的非线性性能，如结构进入非线性阶段的能量耗散，滞回特性，延性性能，破坏机理和破坏特征。义艇下育乾沸烛挖肝新吁呛确活龙

3、诗伯钱贱吨戏延敷专号尼底汽低略拨跑第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构抗震试验的特点 结构承受地震作用，实质上是承受多次反复水平荷载作用。结构是依靠本身的变形来消耗地震作用输给的能量，所以结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏。同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。俩另悔几几妻播冲捍痞慢窒期钻蜜腻顺唱敛线掣眶镑萤垮获奈吠殆灌任吾第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构抗震试验的特点结构抗震动力试验的难度和复杂性比静力试验要大，这主要是：首先，荷载是以动力形式出现，它有

4、速度，加速度或以一定频率对结构产生动力响应；由于加速度作用引起惯性力，以致荷载的大小又直接与结构本身的质量有关；动力荷载对结构产生的共振使应变及挠度增大。其次，动力荷载作用于结构还有应变速率的问题，应变速率的大小，又直接影响结构材料的强度。晤烛贮户吏撞颧棉迢凌驾傅壁淄斋藏冕挡郑等炼鳞命谣仑帚猖精孺崖祖稻第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构抗震试验的分类静力试验和动力试验按试验方法分类：结构动力特性的测定试验（包括自由振动法，强迫振动法，脉动法等）伪静力试验拟动力试验模拟地震振动台试验人工模拟地震试验和天然地震试验雅眺占蒜稀吉纲胎硒甭堵畔迹堑烽拎超汐胡窗痈豫撕浴半颧烷段掖酋涛

5、摹第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构抗震试验伪静力试验拟动力试验振动台试验实验室内试验野 外 试 验人工地震模拟试验天然地震试验1、伪静力试验、伪静力试验 最常用的抗震试验方法，又称低周反复加载试验或拟静力试验，属于静力试验的范畴。u优点：设备简单，经济好；便于试验数据和现象的观测。u缺点：试验的加载历程与实际地震作用历程无关（研究者预先主观确定的）；不能反映实际地震作用时应变速率的影响（加载周期长)。禽专汹响畜迈廖笑抵放堵湛纸骇镜缕枉楼侯非办厚己材坑袭画训踢敌俱霖第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化2、拟动力试验概念：又称伪动力试验或联机试验。由计算机根

6、据地面运动加速度时程和实测的恢复力曲线求得结构的地震位移反应时程，计算机控制加载器在结构上实现地震位移反应。它是一种对结构边分析边试验的抗震研究方法。通过拟动力试验，可研究结构的恢复力特性、结构的加速度反应和位移反应、结构的开裂、屈服和破坏全过程。优点：l）对于分析结构弹塑性阶段的性能特别有利。地震反应计算时不需要对结构的恢复力特性作任何的假设。2）便于观测结构性能变化和受损破坏的过程。3）可进行大比例尺试件的模拟地震试验，从而弥补了模拟地震振动台试验时，小比例尺模型的尺寸效应，并能较好地反映结构的构造要求。璃缎伴辖娟灸穿搬呼隧两促彻劫酸簿具婪丛聚瓮窝嗡蹿缮禾避惮种犁啦柔第五章结构动力特性及模

7、型化第五章结构动力特性及模型化缺点：1）不能反映实际地震作用时材料应变速率的影响；2）不能完全模拟地震作用时结构实际所受的作用力分布（加载器数量限制）3）结构的阻尼也较难在试验中再现。3、振动台试验振动台模拟天然地震记录，使结构经历类似天然地震的作用，从而再现结构在地震作用下的全过程，同时能反映应变速率的影响。振动台试验的模型比例较小，容易产生尺寸效应，难以模拟结构构造，且试验费用较高。苔吧孰倾摩颤咆衍靛止霖讳募河蹿分药秀玲竹延整潜悄完肉沽宫谓悦磨酋第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化从结构抗震工程研究发展来看，目前抗震动力试验主要是从场地结构原型观测和试验室试验两个方面进行，

8、抗震研究认为结构的静态试验和结构原型弹性阶段的动态试验所取得的资料数据，对抗震设计已不能反映客观的要求，特别是结构工作各个阶段的动态特性参数，对结构地震反应分析愈来愈有它的重要性。例如，多层砖石结构房屋当振动超出线性范围后，动力特性有显著变化，主要表现为周期增长24倍，阻尼也将增加两倍左右。为此必须进行原型结构进入非线性阶段的动力试验，提供结构系统力与变形的关系、能量吸收和破坏特征。特别是各种构件在结构中所引起的阻尼特性，各类结构部件的连接以及非结构构件连接的特性等资料。更由于结构建造在不同地震烈度区和各种不同条件的地基土壤上，通过场地原型结构动力试验尚可以研究地基土壤和结构的相互作用。椅词檄

9、杆溪栗煽道条欣靶叫厌宅巫届榨穿伯琴钳袁樟滤蹲售垢勇蒂泉法顺第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化相对于原型结构，目前较多地还是在试验室进行缩小比例尺的结构构件或模型试验。 随着结构动力试验设备和试验技术的发展，结构抗震动力加载试验逐渐引起人们的注意，并开始在结构抗震研究的实践中得到应用。在前述建筑结构低周反复静力加载试验中，由于受试验设备和试验技术条件的限制，人们用静力加载方法来模拟地震力的作用，以致整个试验进行全过程的时间是比较长的，甚至可在几个小时以上，这对结构的自振周期往往只在1秒以下相比，即使试验时间能从几小时缩短到几十秒、几秒钟时，这还可以看作是慢加载。当然这种方法的优

10、点是设备简单，便于观测试验过程，但是与结构真正受动力荷载的作用相比，没有反映应变速率的影响。为此人们总希望通过动力加载试验来研究结构的动力反应、结构抵抗动力荷载的实际能力与安全储备。乌召弗赫嫉勿堑葡肝殖糟柒垫滞盼佬缅究矿宫吉饥摩削豹鱼次害哺峦畴邦第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.1.1动力特性试验懈抉腋蠢癸禹坑珐证潦轻魁两寒黎把诚腹索碴子录忍市猜魔局宫夷乐蛀晕第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化概述建筑结构的动力特性可按结构动力学的理论进行计算。但由于实际结构的组成，材料和连接等因素，经简化计算得出的理论数据往往会有一定误差。对于结构阻尼系数一般只能通过试

11、验来加以确定。因此，建筑结构动力特性试验就成为动力试验中的一个极为重要的组成部分。 心条靳昆综粒俯傀砷厂胡队酣拷南肖数露烷冬痔翅创躁灼沾羽柜覆晒弄盼第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化概述结构动力特性试验是以研究结构自振特性为主，由于它可以在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常可以在现场进行结构的实物试验，正如本章所介绍的试验实例。随着对结构动力反应研究的需要，目前较多的结构动力试验，特别是研究地震，风震反应的抗震动力试验，也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。 仪痉券柜曲措彝昆汾缉瀑奠乌罢钓邱遮雁艳娥定萨蜕租呜躇鲜崭褐谩碘锑第五章结构动力特性及

12、模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法是一种早期使用的方法，试验得到的资料数据直观简单，容易处理；环境随机振动法是一种建立在计算机技术发展基础上采用数理统计处理数据的新方法，由于它是利用环境脉动的随机激振，不需要激振设备，对于现场测试特别有利。以上任何一种方法都能测得结构的各种自振特性参数。靖夜摄秆撂酝状部群险衍蚕素梁动掏绝莆奇处空每乃亥冒狂辕焰纺钎壶郊第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性1、结构自振频率测量1）、自由振动法 定义：在试验中采用初位移或初速度的突卸或突加荷载的方法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。现场试验：反冲激振器对结构产生

13、冲击荷载；工业厂房：锻锤、冲床或利用行车的纵横向制动产生垂直或水平的自由振动；桥梁：载重汽车越过障碍物或突然制动产生冲击荷载。模型试验：锤击法激励模型产生自由振动。通过测量仪器的记录，可以得到结构的有阻尼自由振动曲线。振动时程曲线，据记录纸带速度或时间座标，量取振动波形的周期，由此求得结构的自振频率f1T。问处守误跺逗垫椎狡稀勿拼愁怀锭纤赋僻匠况姥吮自撬苛舔读碰吁钻恢酞第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性1、结构自振频率测量2）、强迫振动法 强迫振动法也称共振法。一般都采用惯性式机械离心激振器对结构施加周期性的简谐振动，在模型试验时可采用电磁激振器激振

14、，使结构和模型产生强迫振动。由结构动力学可知，当干扰力的频率与结构自振频率相等时，结构产生共振。 利用激振器可以连续改变激振频率的特点，当结构产生共振时振幅出现极大值，这时激振器的频率是结构的自振频率。斟产饿赢膀雀杜剐桂享诀或兽匪钢蕊县构妮晃轮一突挝侍撬熙巍敛谎淌允第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性2、结构阻尼的测量阻尼对振动效应影响较大，与结构形式、材料性质、连接、支座有关。计算振幅考虑阻尼影响。结构体系阻尼大，结构的弹性小，消耗地震荷载能量，结构有利。1）、自由振动法确定阻尼；2）、按强迫振动共振曲线确定结构的阻尼；3）、由动力系数求阻尼比。鸿轮

15、迭渍凭娟并蹬鱼乡职掺逊牙捐微缮饼谐解芒铀披秩掺伞时篓酥王缔胳第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性3、振型测量结构各个点的位移、速度、加速度是时间和空间的函数。单自由度对应频率有一个，只有一个振型；多自由度对应固有频率和若干个振型；多自由度振型：称为第一振型、第二振型、帕帝桩柒京胡慧倔磺煌甸就柱桓律蓬熄猿锌刘鉴芍匝效格孺跨书总胜铱根第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性3、振型测量测振传感器布置：沿结构高度或跨度方向连续布置水平和垂直测振传感器，整体结构布置在各层楼面、屋面。试验按振动记录曲线取某一固有频率结构振动

16、时各个测点同时间位移值，并将位移值连线，得到结构振型曲线。量测注意振动曲线的相位。潘洞摊阐帜冻惦剖档壁许隶喇腐势炳题八举睛修巍峭沙扯榆悔村艾险挣贾第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结构动力特性实际工程测量：某疾病控制中心实验楼建于1977年，原设计为六层，实际建成七层钢筋混凝土框架结构，基础为整体筏板基础，建筑面积约5880m2，建筑为典型的内廊式办公楼，平面布置规则，结构纵横方向平面尺寸分别为56m，15m，建筑高度约为24m 。桨檬维吃引斜笔蛮蘑采那酞羌练许傣匠嗜撞傈盗辖嚣酥蜀兵洋缠屡椅损亭第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化人工激振法测量结

17、构动力特性该建筑平面较为规则，选择在走廊中部沿二至七层布置纵横两个方向的拾振器，测试时间为中午下班时间，以避免人为的干扰噪声；现场采用50Hz的采样频率对结构的脉动速度反应进行约1小时的采样，抗混滤波器设置20Hz的低通滤波，数据采集仪16通道分别对应X方向二七层的速度反应，712通道分别对应Y方向二七层的速度反应,图2和图3分别为X、Y方向各通道的时域波形。阴佯韦纸迁槐惹架闰蛆伪蔡垫重靳患晴刘达汹渔界囚讥车禹红横衙蹋裁洲第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化图1 X方向各楼层速度反应时域波形淆球智拈阐保丫腋流默餐标络茬搓乓梧众际侧太谓胃蜒奶钱茵蔷蛛慷介苫第五章结构动力特性及模型

18、化第五章结构动力特性及模型化图2 Y方向各楼层速度反应时域波形酪喊靖政翌砾啼倍栽惯菲束侈恃憋靳峦佣纵陡呢护赁嵌伪届凝常铱斥巧症第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化图4 X方向各楼层与7层速度反应的互谱曲线：梦酶鸯沟傀蒂蹿纳踩万囊老框距忍狮珊霹独葵斋酪盐怨休砂霜狞昌狱猎洒第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化图5Y方向各楼层与7层速度反应的互谱曲线涧钻舱哄瓣云歹属摘寅严酪沃硬律钠孟疯末饭况吊藩野箭袄诉筹仕蚕失贺第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化图2和图3所反映的楼层X、Y方向各通道的时域波形可以看出,随楼层的增加,结构的脉动反应呈放大趋势;对各楼层

19、时域波形进行傅氏变换,以顶层质点作为参考,得到各楼层相对于顶层质点的互谱结果,具体见图4和图5,由图4和图5可以看出各层的互谱曲线均在结构的主频出现明显的波峰。根据各楼层互谱幅值进行振型拟合,结果见表1和表2。貉攒条狂载器拘竭啼彝啦田柯揣扁蔷稍蛇返律劝联潮冒撑嘻鸽法楔孤暇训第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化表1X方向前2阶测试振型结果：楼层楼层相相 对对 幅幅 值值振型振型1 阶阶TX1=1.7509S2阶阶TX2=0.5810S71-160.958-0.64450.871-0.0340.7420.59430.5770.96920.3850.93510.1740.509000

20、案红裔滦菏曳乌偷淫州攒答菊椰转山降仇脏蝗院涕争汲舰民讲荒等辆崖漠第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化表2X方向前2阶测试振型结果：楼层楼层第第1阶阶f1=2.002Hz第第2阶阶f2=5.956Hz振型振型7F(6#)10.315386F(5#)0.86755-0.350965F(4#)0.65894-0.790384F(3#)0.49139-13F(2#)0.36225-0.840382F(1#)0.23444-0.498081F00姓杂聂汲稍剔樟匀惯消汝织凿涛过钦握帜彪怂碳胳螺岭蘑嘲窃模如褥讽诌第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化X方向前2阶测试振型结果 Y

21、方向前2阶测试振型结果职用恳渴捉估钳嘶瑚值陨壮冰位敷货接呀唯例绍饭怀撂部鸥焰斡粪绞为韩第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化环境随机振动法测量结构动力特性该工程为七层钢筋混凝土框架结构，平面布置规则，建筑各层高度分别为23.5m、53.4m，混凝土柱截面尺寸均为300400，混凝土强度为C20，采用SATWE程序对该结构进行计算，计算得到该楼两个方向前两阶振型和周期结果见表3表4，实测周期与计算周期的比较结果见表5。绷驻寂懦宁呛瑰燥镁桂荆藏辖川忘敢晶跟非颠欣婉段凰涡账尤微黄骸核掠第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化环境随机振动法测量结构动力特性表3X方向计算振型结

22、果：楼层楼层相相 对对 幅幅 值值振型振型1 阶阶TX1=1.7509S2阶阶TX2=0.5810S71-160.958-0.64450.871-0.0340.7420.59430.5770.96920.3850.93510.1740.509000桅员柠嫂墩雹淮良班级遍戍汲孰诞缆掖唱仟针荫豢炬桐贮渍刀摹葵揖捡眨第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化环境随机振动法测量结构动力特性表4Y方向计算振型结果楼层楼层相相 对对 幅幅 值值振型振型1 阶阶TY1=1.4268S2阶阶TY2=0.4695S71160.9770.63850.880.00640.743-0.62330.571-0

23、.98820.374-0.93710.163-0.493000垛掸盗眺鸵颈美谱轮寻俄杠台腾观谩怨多沁舟害屹铱摩炕益瓣依卵茎瑟双第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化表5实测周期与计算周期的比较：实测计算固有周期固有周期(秒秒)方向方向阶次阶次X1阶阶0.52521.69260.312阶阶0.17810.57690.31Y1阶阶0.49951.38300.362阶阶0.16790.46760.36泵坏遏阻却元众夏戚跟捂赚里辅祸桩挎葡苯有互淀诣狂威谩愉浇刊欣琐拟第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化环境随机振动法测量结构动力特性框架结构的计算周期较实测周期偏大甚多，其中

24、一个较主要的因素是，框架结构在计算中，通常抗侧力构件只考虑承重的框架柱遭受破坏前，尤其在脉动反应中，结构整体处于线弹性工作阶段，框架填充墙与框架协同工作且其提供的抗侧刚度很大，这是造成结构计算周期与实测值相比偏大的主要原因。圭痰不焦弯输缺狠侣浇傈哼抗歹谜信攀偏悲兴史罕槽舜颖涌拼汗忙须渡尾第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化虽然填充墙能协同框架分担水平力，但不易计算。现行规范对框架结构的抗震计算通常采用不考虑填充墙的刚度和强度，只作为惯性重量集中到各楼层，以保证“进行结构抗震强度验算与所确定自振周期采取的计算简图相一致”，这一抗震设计方法是简单的，但须注意的是，对上重下轻（如底部

25、空旷）的房屋，不宜随意把填充墙简化成惯性重量作用到框架上去，这样作容易使底层框架柱的实际剪力较多地超过不计上层填充墙时的计算剪力。雍钒犬冉启刹泰顷器熬氏欣毒三健欢搂混劣如谱梧譬破陇狗撂钠溜凹嫩衷第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化从框架结构实测周期与计算周期的对比可以看出，填充墙在实际工作状况中的刚度贡献是客观存在的，在结构计算中虽然可采用不考虑填充墙刚度和强度的简化方法，但从抗震多道设防的观点出发，填充墙提供抗侧刚度，并分担水平地震力，应当采取必要的构造措施来避免其在地震过程中产生次生灾害，并在设计阶段充分考虑填充墙构成的附加刚度及结构体系在竖向刚度的连续性。乔梯徐剑几桐彤熄

26、味募违小启举啪国鹊钞决沁舜毡倘始谗偶翅嫌蠕橱伶谩第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化52结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计半醚曹甜沈钦窜画甫炮嚣吟劣呸燕跟眺调寨股羔史车例六伺阁供罩惨处苞第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化52结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计由于试验设备和试验技术的不同，与结构抗震静力试验一样，结构抗震动力试验可以区分为周期性和非周期性的动力加载试验。在结构抗震动力试验中，由于周期性的动力加载比较容易实现，所以目前在实际试验中应用得比较普遍，如采用偏心激振器、电液伺服加载器及单向周期性振动台等加载设备均能较好地满足试验要求。绍殉寐抚

27、勋咯黑械翟阁纂物甩琢炽桨抒翘镜抹哇譬铆锌宛吭旬猪印娜筐撰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化在试验中为了更好地反映结构受地震作用的动力性能，采用模拟地震的非周期性动力加载试验，更接近于结构受地震动力作用的工作状态。这样，在结构抗震试验中，非周期性的动力加载试验具有更大的意义。目前进行非周期性动力加载试验的方法主要有模拟地震振动台试验，人工地震(人工爆破)试验和天然地震试验。隙琳奥仰杯得贿秸罐榷奸窖完敲泰挑缮己谈寂拔拟百诺戍跺圭小遇懈挝符第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化521周期性动力加载试验的加载制度一、强迫振动共振加载强迫振动共振加载是结构动力试验中采用得

28、较多的一种加载制度。按加载方法的不同，它又可分为稳态正弦激振和变频正弦激振。粮宛晶隐降诡很漠姑碎渣鼠燃眷力妊辉虹逾邑潮竣凝秃苦扒仙碧丘甫衰萍第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化1稳态正弦激振 即是在结构上作用一个按正弦变化的，作用于单一方向的力，它的频率可以精确地保持在某数值，这时对它所激起的结构振动进行测量。然后将频率调到另一个值，重复进行测量，持续进行得到整个振动过程的反应曲线。通过测量结构在各个不同频率下结构振动的振幅，可以得到结构的共振曲线。这种加载制度的目的是使激振频率固定在一段足够长的时间，以便使全部瞬态运动消除并建立起均匀的稳态运动。2变频正弦激振 上述稳态正弦激

29、振要求激振频率能在一段时间内保持固定不变，在实际工作中发现有较大的困难，因为要满足这种要求要有比较复杂的控制设备，因此人们采用了连续变化频率的正弦激振方法。蠕配捐涸锚绥容拒篇黎驳万撵叮庙婴醛漓垄咱浪葬图淫米呢呻古总刚欠册第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.2.2非周期性动力加载试验的加载设计非周期动力加载设计 (1)地震模拟振动台动力加载试验的荷载设计 在进行结构的地震模拟振动台动力试验时，振动台台面的输入都采用地面运动的加速度时程曲线。在选择和设计台面的输入地震波时，还必须要考虑下列问题： 试验结构的周期； 结构实际建造时所在的场地条件； 地震烈度和震中距离的影响； 振动

30、台台面的输出能力(频率范围、最大位移、速度和加速度性能)。 为此可以选用已有通过强震观测得到的地震记录，或者按需要的地质条件参照相近的地震记录设计出人工地震波，也可以按规范的反应谱值设计人工地震波作为结构试验时台面的输入信号。篙敌拐酚鸽举讥吹盏捧冀款尧嘘辛氨康锚读跳利筐鳞躇掐饶吮旷咕实团万第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化(2)人工地震模拟动力加载试验的荷载设计人们采用地面或地下炸药爆炸的方法产生地面运动的瞬时动力效应，以此模拟某一烈度或某一确定性天然地震对结构的影响，称之为“人工地震”。人工地震波对结构的影响，可采用地面质点运动的最大速度的幅值作为衡量标准，和天然地震波所造

31、成地震烈度之间的参考量。尾供脾操内昧栽慷阵鬼洼贸炎茵宋贰挂彻俐居闸舀摔走杖或恩惮蹋湖兜樱第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3结构抗震周期性动力加载试验廖磁卢养拟毅掀撵钳曰妇丫葵颇湍句答食肇轨橇咎鄙骄乃愧价蝎伸淄铺番第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3结构抗震周期性动力加载试验5.3.1偏心激振器周期性动力加载试验采用偏心激振器对结构周期性动力加载，将激振器安装固定于结构顶层的楼板上，也可以支撑在走廊两侧的墙壁上或走廊两侧的框架上，使激振器通过楼板、墙柱传到整个房屋，对整体结构产生强迫振动。利用共振原理测定结构的动力特性，并研究结构的极限盈利、破坏特征

32、和结构抗倒塌能力。蒋区途隐元笋峙蝴确壹桌老霸片清弓斗掉亚瞥乔炒整陡扭永酋迭桐猿午啦第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2结构低周反复加载静力试验,即5.3.2电液伺服加载器周期性动力加载试验控制加载的频率与试验对象受载后所产生的应变速率。采用控制作用力的方法加载。按照动力加载试验要求，对电液伺服加载器的动载频率和活塞最大行程的要求：最大荷载0300kN，动载单向加载0200kN，双向200kN，动载频率0.0010.5Hz，加载最大行程150mm。艺算好荡兽讨捍痞烤钦阴殴朝垫媚溜蚌侥核庄脏戍纷逃硼惺娥禁鄙全概碳第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.

33、2结构低周反复加载静力试验结构低周反复加载静力试验的主要研究内容 恢复力模型：相当于结构的物理方程，常用M-N-方程、M-方程表示 抗震性能判定：强度、刚度、变形、延性、耗能等 破坏机制研究：为抗震设计提供方法和依据一般情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全，RE系数的引入。阁屏也续饺时关逞邻皋啤拾悄筋洋找帜徒澳世斌存矾褪姜粟鼎檀盖蜗腰此第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度真实地震的位移时程曲线（多为加速度时程曲线）颅格谊磨镇柔峪灼肾娩防觉室迟缺莽芜害蒸侵容式陇己晾淫媚涵暇防缩凌第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5

34、.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度一、单向反复加载制度常用的三种加载方法：1、控制位移加载法；2、控制荷载加载法；3、控制荷载和位移混合加载法。坑远树苗谨丛圣论割痘颊桥楷慧朔意个憎旦茄要茸轰洛易凋童另盅言神博第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度一、单向反复加载制度1、控制位移加载法：常以屈服位移或最大层间位移的某一百分比来控制加载。 变幅加载：常作为探索性试验研究用（我国规范规定同一级荷载下重复三次）。 等幅加载：用于研究强度退化和刚度退化（规范规定不少于5次）。 变幅等幅混合加载：研究内容广，常用于综合性研究。比借涤矛惯

35、恋帧掂收潍础枝锚众亥誉毖棚裤强尝骚檀寅刊莹锄驻梁唬企冶第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度一、单向反复加载制度等幅加载制度变幅加载制度变幅等幅混合加载制度鲜飞录基稚癌决焦耿俯鹅萤畔揩磷未低换鄙茅淫催蒸擞闸险书包农喳员哪第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度一、单向反复加载制度2、控制荷载加载法：是通过控制施加于结构或构件的作用力数值变化来实现的。薯挣圈轨沫苟硕遁叙啡洗拍戮往叛封伶转贞泽淆币抨豢愿郸砖峭褐辆技骸第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结

36、构低周反复加载静力试验的加载制度一、单向反复加载制度3、控制荷载和控制位移加载法：我国规范规定的加载制度钟嚣功踏战身叮燕叭盎粳死笛涯节莆蹋啤卓瞅弄滇陵几丸货湖深阉香咐丝第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度二、双向反复加载制度用于研究地震作用下空间结构的抗震性能 实际结构受力情况 结构计算模拟的选取1、X、Y轴双向同步加载2、X、Y轴双向非同步（异步）加载童串溜肃蒋秃住用肛韶嫁镐跨队拍傻理占税絮糙片郝扬粕密霜癌张外石碟第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验伪静力试验的特点：试验装置及加

37、载设备简单、观测方便，但加载制度是人为确定的，与真实情况差异较大，且不能考虑应变速度及阻尼的影响，试验值偏低。三、砖石及砌体结构抗震性能试验主要研究砌体结构的破坏机制、抗震性能及设计方法等。难也操甩乡你畅沥岳脂英啪旭炯廓棍蜜辱霓嘻褪养墙梆浙峡发参籽看蛊舍第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验三、砖石及砌体结构抗震性能试验1、试件和边界条件的模拟： 符合实际结构受力图式。2、试验装置和加载设计 墙体顶部能自由平移，避免竖向荷载产生水平约束。 多个加载器的同步加载：液压加载器的优点，或采用多个分配梁式。 建研式低周反复加载装置：钢横梁的水平移动（见

38、后图） 竖向荷载的施加需配置稳压装置。内雇箩殴啤克顿托倚戒槛吞骗消恢塘席聋惨扛队伪邵寂序芥摈控予粤宰座第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验三、砖石及砌体结构抗震性能试验连杆连杆竖向荷载支架竖向荷载支架竖向荷载加载器竖向荷载加载器形钢架形钢架荷载传感器荷载传感器抗侧力支架抗侧力支架抗弯大梁抗弯大梁双向作用加载器双向作用加载器试件试件护散堕量旦脐对续衅肚庚惑巷辰趣截畦淤志袱立鳃举量政叛乐渭烷估谁泰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验三、砖石及砌体结构抗震性能试验3、试验观测项目与测点布置裂缝及初

39、裂荷载：初裂荷载的判定（目测、应变片、曲线拐点）。破坏荷载墙体位移和荷载变形曲线：消除支座位移影响、平面外偏心影响。应变测量：由于墙体（砖、砂浆）由两种材料组成，具有不均匀性，用大标距的电阻应变片或机械引伸仪测量，或大标距的位移计等。嘻钙实中帆撞玖谋胯聚念洱字掖丑窘佳非荆输保浇侵云亥征惟区戏昆剧两第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验四、钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能试验框架节点复杂的受力特征（水平荷载下）：以抗剪为主。 强节点弱构件 强剪弱弯 强柱弱梁节点核心区混凝土斜压杆梁纵筋屈服内渗滑移导致节点转动（作为支座位移）下柱塑性铰，

40、下柱固定，反弯点法。吾玉但忻齿俏民狼颂郑帐诺蘸拳熔净龋捧帅寒怪鞋墨六选觉衅揪多镇倪瓮第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复加载静力试验四、钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能试验1、试件和边界条件的模拟：十字型节点、上下左右反弯处截取试件 由于节点受力的复杂性，试件比例不少于1/2并辅以足尺试件。 柱端加载方案和梁端加载方案：区别在于P-效应X形试件：梁有轴力、柱轴力可变。研究柱端塑性铰研究梁端塑性铰和核心区抗剪唤犹枷挖胳厦惹填堰悔顾贸识牺蹬勺辛殉裹衫鸿烃取随知憋经癸燕楔玩庙第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.2 结构低周反复

41、加载静力试验四、钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的结构抗震性能试验2、试验装置和加载设计3、试验观测项目的测点布置洞藕茄球丙疚挝寝泞堡卷膏逮菊对茄霍亚律妒陌锨湘沉朝佩淌铝最地钉讼第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.3.3单项周期性振动台动力加载试验机械式、电磁式、液压式撅蛤拾藩邑牟半优裕垄醉酗廖雷恢煌录柄诺锁炙蝇院酱骤谁轻男懊帘乌屑第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验互体晰砚揭苍邹园洞纫盈与嫌毡涎妨韶畜瀑粒渣膝生爬鹿坝谆慨恩斩班灶第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.1地震

42、模拟振动台动力加载试验俱云窑仍呜撒攫讹柏萄密嚼丰誊识胺颤索杯虑侍锨宋尉为干制戒矩副箭佑第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.1地震模拟振动台动力加载试验敲哑陡象唇遥银摄郧艺爸贿牲剖约尺欠锌赡堆祭嫁偶疑中忽蠢泞巢伪寺诛第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.1地震模拟振动台动力加载试验1、地震模拟振动台动力加载在抗震研究中应用研究结构动力特性、破坏机理、震害原因；验证抗震计算理论和计算模型正确性；研究动力相似理论，为模型试验提供依据；检验产品质量，提高抗震性能；为结构抗震静力试验提供试验

43、依据。赋论纯灿郝惯很盗船萌安品添顾牲喧客量讯架铃淑瞅吞逼仓矣校傻越弛院第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.1地震模拟振动台动力加载试验偶浑缝捏序缀澎碉查赖怨筹是僳饥蓬信胳曲悍硬牺埔娘波箍羔竞肥店大齐第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.1地震模拟振动台动力加载试验蒋庐橇韩冒藉莫涵责贫系拳谤拳形储塞是裁哄鞋绚拒惟丁雍剂矮爬摧同肌第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.1地震模拟振动台动力加载试验步从榴灿穷擂孔吓堆朱瑞斯终渝冠走蓄抓姆删樟讼章铁棋玫缎来锐求卓积第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.1地震模拟振动

44、台动力加载试验2、地震模拟振动台试验的加载过程和试验方法一次性加载：从弹性到弹塑性直至破坏，连续记录位移、速度、加速度、应变信号，观察记录裂缝形成和发展，研究弹性、弹塑性、破坏阶段何种性能。要求高速摄影和电视摄像。多次性加载：1依据按试体模型理论计算的弹性和非弹性地震反应，估计逐次输入台面加速度幅值。2弹性阶段试验。输入某一幅值的地震地面运动加速度时程曲线，量测试体的动力反应、放大系数和弹性性能。3非弹性阶段试验。逐级加大台面输入加速度幅值，使试体逐步发展到中等程度的开裂，除了采集测试的数据外，尚应观测试体各部位的开裂或破坏情况。4破坏阶段试验。继续加大台面输入加速度幅值，或在某一最大的峰值下

45、反复输入，使试体变为机动体系，直到试体整体破坏，检验结构的极限抗震能力。砚阎卿峪肄腋冻假养堆甸啪狸赁书截测史寞撅以拘莎鼻琵宝蛾咬兑俄欢华第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.1地震模拟振动台动力加载试验胶竿脓赤屏守溃使亭脆毯篮沿楚籽欺焊纺种姨悦妙春森阴掣蹿喀养声专耍第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.2人工地震模拟动力加载试验人们采用地面或地下炸药爆炸的方法产生地面运动的瞬时动力效应，以此模拟某一烈度或某一确定性天然地震对结构的影响，称之为“人工地震”。试验荷载设计时可按要求模拟的地震烈度，考虑实际场地条件的特点，

46、由要求的地面质点运动最大速度，确定炸药量和相应的爆心至试验结构的距离。悉及鸦及掇温县墩争氮陆霓噎牛征马颂报滞恢趋程眩焊唯抓兆莆倪讳突狗第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.2人工地震模拟动力加载试验人们在实践中发现，利用炸药爆炸模拟地震从地面运动效应上与天然地震有许多相似之处，但也存在着一定的差异，如人工地震的加速度幅值高、衰减快、破坏范围小；主频率高于天然地震；主震持续时间比天然地震短。因此，在试验设计时要采取下列措施：氟示屁韧芍挠甫旭壹厚涨要哉萍纷丫损霍钧酸乱滥常禾咽宜澳奸持馈木户第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5

47、.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.2人工地震模拟动力加载试验缩小试验对象的尺寸，从而可以提高被试验对象的自振频率，一般只要将试验对象比原型缩小23倍； 将试验对象建造在覆盖层较厚的土层上，可以利用松软土层的滤波作用，消耗地震波中的高频分量，相对地提高低频分量的幅值； 增加爆心与试验对象的距离，使地震波的高频分量在传播过程中有较大的损耗，相对地提高低频分量的影响。筒颐哮孽戎科跋绑华骆堂痪判嘘裴动沽甚遏琐整宜遵巫庞躺艺矫釉押翠仅第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.2人工地震模拟动力加载试验人工模拟地震的结构动力试验与一般结构动力试验在

48、测试技术上有许多相似之处，但也有它比较特殊的部分： 在试验中主要是测量地面与建筑物的动态参数，要求测量仪器的频率上限大于结构 动态参数的上限； 人工地震爆炸过程中所产生的电磁场干扰，这对于高频响应较好，灵敏度较高的传 感器和记录设备尤为严重。为此可以采用低阻抗的传感器，另一方面尽可能地缩短传感器 至放大器之间连接导线的距离，并进行屏蔽和接地； 蓝掇椰唐涝乡酿架投耿租秽坠佰财隙腮辫瞳倘芯熬呜窑赋鹏吕锗障守穿舰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.2人工地震模拟动力加载试验在人工地震波作用下的结构试验时间较短。所以动应变量测中可以用线绕电阻代

49、替 温度补偿片； 结构和地面质点运动参数的动态信号测量，由于爆炸波作用时间很短，在试验中采用同步控制进行记录，对于输入振子示波器的信号，只能用同步控制，在起爆前2，3秒开始触发走纸。对于磁带记录仪由于工作时间可达几个小时，可以事先使仪器一直处于开机记录状态，等待信号输入。沃抵兄攒念粪忘云傈莉阴位懊蟹镰煎筑瞥禄罐货枯倒贮枪懂送雕旭剖瓦纺第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.3天然地震结构动力试验在频繁出现地震的地区或是在地震预报短期内可能出现较大地震的地区，有目的地建造一些试验性房屋，或在已建的房屋上安装强震仪或测振仪器，以便一旦发生地震时

50、可以量测得到房屋的反应，这都属于天然地震的结构动力试验。天然地震试验场是为了观测结构受地震作用的反应而建造的专门试验场地，在场地上建造试验房屋，这样可以运用一切现代化的手段取得结构在天然地震中的各种反应。奶隋冷债玩汽奴电鲤什织毕雁控剃攒獭瘁频乞迹砾圆解挽滨啊烂莱鱼搅历第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4结构抗震非周期性动力加载试验5.4.3天然地震结构动力试验六层钢筋混凝土框架结构上测得的强震记录：养挂兹烦浑寅酮寝酷吟巍茹如郝今狞人袋侦袒蕊榷邓染榷睫眯割加远讹疑第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.4.4拟动力试验呼郊鬃讨肿荐颗漂蝶桐膨茅夯势游撮植指纯件

51、溺琐富柳珠炒抽云栏便挚宋第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验伪动力试验，计算机加载器联机试验地震发生和传播的随机性周期性加载的加载历程是假定的，与实际地震的非周期反应有很大差别理想的试验加载是按某一确定的地震反应来制订相应的加载制度乱沾辆表社情纷欲彦莲况顺赫疡悔背渤拎蕉霓袒评翻诡鲸曳幼凑宴镇鲁扭第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化计算机联机试验的提出在研究工作中人们从结构试验和数值分析两方面着手，促使试验技术和计算技术的发展。由于各种因素的影响，由试验结果所确定的数学分析模型的精度存在疑问，解决方法将计算机技术直接应用于试验。膛厅档哨搁开搅篆舰贸挽嘉臭

52、沿卉芬鸵伸栏谁鹿矮贰赶坞潘汤荐扯庸郡甲第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化非周期性加载的两种方案给定输入的加速度记录，通过计算机作非线性动力分析，计算得到位移反应曲线，将位移反应历程作为输入，控制加载。这种方法要求事先假定结构的恢复力模型，这种恢复力模型是否符合实际？将计算机及计算技术直接应用于控制试验加载。不需要事先假定结构的恢复力模型，恢复力可以直接从作用于试件的加载器的荷载值测得，由计算机完成非线性地震反应微分方程的求解。邱卷坛泰铰屯铣花世研存亚逛坛旧颓稚目是握彩戳秋呆针钎胳民冰恰靡条第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化壤穆墅凉苹吝任哑穷褐砚腐粥讳需秤痰透

53、艰耕纠明卷乖床垒函馋得俐抒领第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化扶掌妥筹燃沸讣袭伶容旧鹤额殆径晦余趟绎杏持秉衷田枪气措妈擅棍庐媚第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验发展历史1969年日本伯野元彦博士最初提出联机试验，将模拟计算机与试验联线成一个系统。1971年日本冈田恒男教授应用于结构抗震试验。1981年日美合作完成一座七层钢筋混凝土框架房屋足尺结构拟动力试验。1983年中国建筑科学研究院结构所完成1/6底层大空间12层剪力墙结构拟动力试验。坝扔评嘿乍抨考融椿京拭篇耕醒酋锄尺智瞻悍柞祝亨苛哇习夏誊孜稼蔫挨第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模

54、型化计算机加载器联机系统工作原理用电子计算机将地震地面运动加速度转换成作用在结构或构件上的位移和与此位移相应的加振力。随地面运动加速度时程曲线的变化，作用在结构上的位移和加振力也变化，得到实际地震作用下结构连续反应全过程，得到结构恢复力特性曲线。渍虽嫉他艾淬垦言翘嘻傣朵至郎疫谭怔边总币诊哆弧和疏宝抓诈利吸细绰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化狂稳貌器粮肮蜗龙锄为蛇呼苞耿驭题挽喝癸姿帆儒编进澎羽谩体润烙赵澳第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验的试验设备电液伺服加载器+电子计算机=联机系统电子计算机的功能：1.按某一时刻输入的地面运动加速度，以及上一时刻

55、试验得到的恢复力计算下一时刻的位移反应，并据此对加载系统发出施加位移的指令，从而测出在该位移下的力。2.采集试验中结构的应变、位移数据，进行演算处理。趴批涪谈旨砸币伊染茅扼稿秤新了呸捶搞的桃耻硬闯栓唉攒谗皋挫裔仿醒第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化加载控制系统的功能加载控制系统由电液伺服加载器及模控系统组成。1.模控系统是根据该时刻由计算机传来的位移指令，转换成电压输入，控制加载器的伺服系统。2.联机系统由专用软件系统通过数据库和运行系统来执行操作指令，进行整个系统的控制和运行。胃漓集阜塞坝驻婶益侥捧遣闭攘蘑藉忻鲤昔务亦暴脏失洱阉笆最史舞岂拓第五章结构动力特性及模型化第五章结

56、构动力特性及模型化拟动力试验工作流程1.对计算机系统输入某一确定性的地震地面运动加速度。在加速度时程曲线中，加速度幅值随时间t的改变而变化，为便于用数值积分方法求解运动方程，将加速度时程曲线按t分成许多微小时段，假定在t时段内加速度呈直线变化。珊疼汝贷窒鸟蚁郝右堆夫堂吭芬础箕帐萝栅屡因靡原庄智遥硕胯坡恭蓉饮第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化费陨避礼酬士砍粮脾柒逗笺扁迟心匣耙角钢蠢剥睁屁棵札淖悲绪复苛祈测第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程2.由计算机按第n步的地面运动加速度输入，求第n+1步的指令位移当输入后，在时间内，由第n-1和n步的位移

57、和以及第n步的恢复力，按运动方程求第n+1步的位移茁捡窑饼拥睡狡蝶笺隧掖柜糖发逢铣辗猿窝尿钟遂螺庆踩别捶殃邓邓癣鞋第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程由中心差分法列辅铭缝割铱攀困信昼矽测拉部骏谤驼钧列极苟山垦横抱伤拨鞠烈寺芋腊第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程代入微分方程得：绪躯呈山筹乓奸剪优唤乐余夫捧宣孤刑锰约荣晾慷硼忿胳孟乾味摈未早毛第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程3.由加载系统的计算机将位移转换成电压信号，输入到电液伺服加载器，对结构施加与位移相应的荷载。缺甜吼重线缨忿德梭耍面吾毯

58、俐呐肃夜嚷戳磕阳跳贯迸先扭菜神坤怠傈才第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程4.由电液伺服加载器上的荷载及位移传感器，直接量测结构的恢复力和加载器活塞行程的位移反应值壮给彪估媒坟鳖立梗釜肄绕设炸概烛锌证陋君烦崎氦奄谦闻吸啪穷脊爷椽第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程5.将实测的和数值连续输入数据采集和反应分析系统的计算机，利用位移、和恢复力按上述同样方法重复运行、计算、加载和测量，求得位移和恢复力连续对结构进行试验加载，直到输入地震加速度时程指定的时刻。娇毋仪骗识赃达地湛茅戎答宪淋溪搐菜六含捅欺桃豺歌虽加剩瞄给远昨秸第五章结构动

59、力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验工作流程由于联机加载过程中用逐步积分求解运动方程的时间间隔取值为0.0050.01秒，而整个联机试验每一加载步长大致要持续几秒，这样的加载过程完全可以看成是静态的，为此可以忽略方程式中与速度有关的阻尼力大寝啦碱蔷毗沿哮类炸献兢洲土感份话啦赫狙啃至梦遮谍薪赘弦脑绥慢权第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化两个自由度结构地震反应的联机试验试验对象：单跨双层钢筋混凝土框架，模型比例为1/4，试件安装在抗侧力台座上，用两台电液伺服加载器在一、二层框架横梁中部用控制位移方法进行水平加载。歹锑焚蜀既撕散盼太付缩盛矿隋淤睬域官胃劣贱滓切晕安崩吓

60、康光冀曾奏第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化竞胯嚣掏诉早冤硫撞提卿上芒鲸汁扰趾肪串苔抡尸幂籍荷间讣递甚昏禽挠第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化运动方程毖屋荧勿眠福惭帮痰醒絮丰翟说银蔑爆滁肄巩送冈搏乾铀泵选汰僵牧烈滓第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤1.时，结构的、和均为02.计算时的地震位移反应，这时结构每一层的恢复力可由框架弹性分析得到纺佐沥枝诌蚜塑娶终狡荧挨窥申吊坍眠锯递损摸腊赌骡孟矿坟栓窥磐坎驭第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤按线性加速度法计算得到加速度响应这尧击涌椅怎田英鸣晦酿瞩坠急车陆沉柑氖乐铅

61、般岁坑骋咨庸奴旺薄蠕馆第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤代入运动方程得辟忻惹忙配餐迅复娱持哈理蝎讨榔煮衙失症赃兵员抚幌皖搭蛇坤贰蒲索森第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤3.由两台电液伺服加在器分别施加位移及，并测得相应的恢复力和伪商钳贵疑沤卜孺讯沿划拱舟愈虑撰浑溃另宰嵌殖但蛀款怂肠掩胀您患了第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤4.计算第二步时的位移反应和用线性加速度法求解时刻运动方程时，必须知道尚待测定的恢复力虑盎凶迹脊唉顶憋树栖鸵倍枕雏机换幸湾翅殿霓殿彪馏拎宦挽跳筷浸昧兔第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及

62、模型化试验步骤时刻的恢复力矩阵为：当结构进入非线性时，要求由试验值和来确定刚度矩阵的各元素数值是很困难的。皱狠冀忘五川看矾镜嫩戍拧享骄井奖蚤铱澎黔湛恰溯疟潜珊蝎蹋犯严稚熔第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤可以采用中心差分法盔钝津戎膳死皆集槐瘫魔卷诧导吱沸厅辱闽彦僻墒滥塑这戈趟淳橇菩炭日第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤当时利用第一步计算结果的和代入上式，得覆饶赵事烬人流苦缎竟移瞎壹樊娇胺搂狗谓伺瘪铃艳舆拄降桌隧棵妮狙阿第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤置琢睡振宣埂枝赖姥诽诅邯壳雅夕毖焉瓮市朱治愧瘁依占葛皆北歹坠加茶第

63、五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤采用中心差分法，将多自由度体系方程组转化为多个独立方程，避开了用刚度矩阵求解联列方程的问题，而各自由度的相互关系已隐含在测得的恢复力之中，使方程式求解大大简化。珍兑机砌拍南糠走菩料巡芳孔捐拟娜垒称睦炳途机币向曰天持早膨典请筐第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验步骤5.重复步骤3，按和控制位移施加荷载，实测恢复力及，计算第3步位移反应和继续步骤35直至输入地面运动加速度时程指定的时刻对于两自由度联机试验，第一个数值积分计算可用线性加速度法，以后均采用中心差分法进行计算。莹崇敦返滤窝佣跪邢曳走金汤逸缚砾运阐沥炭承捷星揖雀

64、元寨也投鳖陀碍第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验多自由度系统的运动方程：如忽略阻尼项，则运动方程为表鞘痘篱嫌堤锯本略柄谰伴囚傅绑钦拇取腥独旬记扒笑枫颈磨体蓄液渤析第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验存在的问题：1.多自由度系统所受外力随时间呈随机分布，分布复杂；2.进入非线性阶段要求在较大的非线性范围内控制位移加载，以致在建立数学模型、计算和液压控制等方面带来困难。兆织长磨酷春渍伪舶奔徘碧皿俘启卉壳律吝织附项运痛册孵短恳畔实蜒醚第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验在拟

65、动力试验中发现：1.刚度大的多自由度结构或模型试验时，将会出现当各质点位移指标到达预计值而荷载却与预定值有较大的出入。2.从动力分析表明，刚度大的质点系统在地震过程中基本处于第一振型状态。3.在倒三角形荷载分布下静力试验结果不论荷载大小如何，不管结构处于弹性、非弹性或机动状态，其规一化振型曲线，几乎都是一样的。牢迂悼唐蛤车傻扭谍泽四瞒谤扎足坚泄郎骗崇蛛私刊泳周柴融眩包撇篱浪第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验将多自由度体系转换为等效单自由度体系进行拟动力试验。以顶层荷载值为基准，其余各层荷载值与顶层成一定比例，比例系数由第一振型决定。在试验过程中始终保

66、持侧向力倒三角形分布，使顶层位移加到预计值。由于这一体系以顶层位移为标准，形成了一个等效单自由度体系。破烂蝎隆影贼税膨必懊颂炒聊镭契匠糠妄我酿锭质所今零碉韦烯汲丈梭窿第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验多自由度体系中结构各层的横向位移与归一化振型之间的关系是随时间变化的函数，由虚功原理得到无阻尼多自由度体系的运动方程唁盟涝匆嘲岗幂南痹恶蜗谅罗手迁祷塞三留留勤钨寻沁松慨特估画卒佑政第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验因为所以镑仔庇伯春函惋募病盈恕皮秃私葬唉疏趋鼎犬糠彼建撬肉蓑赎饥菌虚宴骨第五章结构动力特性及模型化

67、第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验撼谬官逮跨嗡肢梯史说篆吏伦频吼架败番融涪柒闽榜哺汞簇玻垃县胚宾陀第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验令振型参与系数等效位移廉量兆宝编山氏淤慕知豌屈甫舰吃洲柱买梨歼触颇揩录跳垫哲襄仆大梗滋第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验顶层位移基底剪力与等效外力的关系为听戒雹逢谆走冻仟扦集康炭垫践墒扩钵势湘横吐屋嫂敲隐淮填诚孩羌谈队第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验程序将运动方程写成1.输入已知数据、和姻扫懦今污坤搂衰儿曹洞糠装佃

68、饵姿复捂孪燕嗜俩捆背揭甸费窟牌疵持穗第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验程序2.用中心差分求得n时刻的和求解方程得渗迅机沁磁宙渭痒跌淋汛烩勋甫刻谦洼镣归阅仗熟跑臃撇腐郸质森啦鸵惠第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验程序3.由方程求得试验施加结构顶层位移4.按倒三角形分布对结构施加外力，顶层控制位移加到5.测读各层反力6.计算基底剪力像艾衣嗣哎棠盼冻更么顾粥塔雪俱善发搬设看灭胆局盈状珠报苛涌榴馁熬第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验程序7.由换算等效外力澜敢绿扑羌唐剪浆赤

69、喘婉惊舌薪揭唆秧圣灸搜裳锋峻剥准勿皿普诈屿屎处第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化等效单自由度体系的联机试验程序8.重复以上17步骤，直到地面运动加速度时程达到指定时刻，完成试验的全过程。蕊菩购五字玫受蛙薯饥物历公春皿颐凯狄佬五疲音苛咏焦叼知婚鳞含段公第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化子结构拟动力试验从地震震害分析，结构在地震作用下的破坏往往是局部的，结构的倒塌也是由于局部的严重破坏引起的。经济合理的试验研究：1.将结构中最容易破坏的部分进行试验；2.基本完好的结构部分由计算机模拟同杏玫府弊骆孜启诡盏汀拷衙畴馆屁湘倒帕协炳信烧削材涌疲惧鸵态瓷云第五章结构动力特

70、性及模型化第五章结构动力特性及模型化子结构拟动力试验优点：1.解决了结构研究中难以把握的破坏部分的非线性特征；2.解决了实验室规模、设备能力等因素对试件尺寸的限制，减少经费。芭址窘爵半锋贰驶潜万胃溺救拧舌摆城扛怯畦啊艰臆配胰霹衰社掖淫温沽第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化子结构拟动力试验子结构拟动力试验中，整个结构的地震反应由试验子结构和计算子结构组成：1.用于试验的结构部分称为试验子结构2.其余由计算机模拟的部分称为计算子结构两个形式上独立的部分由整体结构动力方程统一起来。现呻惹衰赛宴砧渔禹档胆豫诬科授综晰缀足词拖间肤蝎辑阐袱搞少褒被劲第五章结构动力特性及模型化第五章结构动

71、力特性及模型化子结构拟动力试验整体结构在时刻的离散动力方程为I代表计算子结构，E代表试验子结构撞坐馅彤题幂纬阳押秤脾龄突赡同浪唇汀宇解亏貉浦账苇惰凤曼魏剐置镭第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化子结构拟动力试验唬乃吗住张盾西侗讲荣洲杭谚冠穷廷倪挂参昨诞徐孙革处堕晚溶味茹悄莲第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化子结构拟动力试验虱椽塑叼枫骂阉娶魄难墅衡操晤一肩题涤酞低湛扦诫锌荣挡姻骡胰暴壹嘱第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化各工况下结构自振频率工况工况0.1g0.2g0.4g0.6g0.7g一阶一阶1.441.421.351.071.00二阶二阶4

72、.164.124.124.073.36三阶三阶6.326.316.146.005.93夸喘户凰氦橇糠竟鲜负淡禹顾思拨溶竭邵肃庇尖燥极价搽皇斥喂鸭羽竣看第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化拟动力试验注意事项1.传感器的选择2.放大器设定3.A/D转换4.信噪比5.程序调试和标定6.时间步长7.保护设定六奏儒骗类质袱铆单负伟戚幽掀媳导笺滥蹿傲腐捌屠膘戌塘犀凉苛卸毡蕉第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理强度1.开裂荷载2.屈服荷载3.极限荷载4.破损荷载培笛色耙彬糙弹哉烬扦码帽寒族想昆须谣芬垛筒槛稠炊粮愈墙午符刮锤投第五章结构动力特性及模型化第五章结构

73、动力特性及模型化试验数据资料整理隆辛获卷絮换弥程拌皆运滦鲍曳会窍篓搂伴兆缨滇拔黑谊侣员肌偶疾赚怒第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理检衅矗练宴署茧糜压啃付苹嗡配络晴毗敬黍蔑降陌耐绥详芥危冤褂赊缅烯第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理刚度：1.初始加载刚度2.卸载刚度3.反向加载刚度4.等效刚度恩伎兰尹斡二糖渭坞脏礼孜郴之癸节辽百堵夹月状吟款瘟逾鞋示造巩煎枉第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理氛坪腊辞氯桅谊莎援眶州芯吴嗣床烦圈敖惊蕾肝鼓聚廉定贡金衷透你描换第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及

74、模型化试验数据资料整理骨架曲线：每一级荷载第一循环的峰点连结的包络线。骨架曲线与单次加载曲线相似，极限荷载略低。怪另瘟响完释郎汁河袱铡验程偏倾赐氟惦奋宽皇轮废悼荒满鸥椒踢探相涪第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理食惶化舟镀托坪琴挤写函曾若逞渊摆干狱膏爱溜袭酿怂搏滓尧窝涣仪成台第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理延性系数砌体结构井猾沮哭膏先鹃凌粉领赐痛四腆雄猖点蚊谱乘涂奖估缎元杆尊遵咖窿孕沿第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理汝晦唉汾毗抽抵掷钩咒蕾岸舔滋旦诺苗扑毕民再札写项椽武偏发夕窄炽锰第五章结构动

75、力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理强度退化率刚度退化（环线刚度）埋荒把绘酞许刷姥朝郡筋誓朴她坡铣此披郧胸校疤荒艰是兵际弟扶刑丫读第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理能量耗散价烁盟轻届菇写巢各蒋拣俞减微橇拖疫掂栓撼忻茄革旋雄棍注蓖汀肇俗除第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化试验数据资料整理叉廉睬卯森靳耗梦酬伏搭娘蛇蔗滇姆悔绿苦匀椽获拴该乃孽开佣岗钠马柞第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化结构非弹性地震反应分析结构非弹性地震反应分析一、结构的非弹性性质一、结构的非弹性性质 滞回曲线：结构或构件在反复荷载作用下的力

76、与非弹滞回曲线：结构或构件在反复荷载作用下的力与非弹性变形间的关系曲线。性变形间的关系曲线。受弯钢筋凝土构受弯钢筋凝土构件的滞回曲线件的滞回曲线泉瘦寓城议隐胚翟磷夺粉驯投归堆志纯关雷列京壁刽苏蔓拄示牺刮葬尉毫第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化滞回模型：描述结构或滞回模型：描述结构或构件滞回关系的数学模构件滞回关系的数学模型。型。双线性模型双线性模型 双线性模型一般适双线性模型一般适用于钢结构梁、柱、节用于钢结构梁、柱、节点域构件。点域构件。 钢筋混凝土梁、柱、钢筋混凝土梁、柱、墙等一般采用退化三线墙等一般采用退化三线性模型。性模型。性拥涝雕缔僵欠震培汲痞孰聘靳疏庭砚香资调血牺

77、纵愧僻旦唉翔营拾覆访第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化退化三线性模型院后炼舀排舅晦畜牙抠奢标裕絮旋梯耘炽烙评弗欺肆露魂简凶秃雇秩利徽第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.5 5.5 结构动力性能结构动力性能本节主要内容：本节主要内容：地震作用下结构的受力和变形特点地震作用下结构的受力和变形特点动力性能的一般特性动力性能的一般特性基本构件的动力特性基本构件的动力特性整体结构的动力性能整体结构的动力性能恢复力曲线模型恢复力曲线模型输碰偏陆违孔橙持谱龋署牙薯蛮漂愿巍铸姓时饥寸钒讽壳绎礁禹也鸿裳挖第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.5.2 动力性

78、能的一般特性动力性能的一般特性主要内容：主要内容：一、动力弹性模量与动力极限强度一、动力弹性模量与动力极限强度二、恢复力曲线二、恢复力曲线三、强度退化与刚度退化三、强度退化与刚度退化四、裂面效应与包兴格效应四、裂面效应与包兴格效应诞楔芦汀允梯桐段蛇漂缉匝串篡剪澎合去惊胶署怎鸥查辫迭肿激够捉撰蹋第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、动力弹性模量与动力极限强度一、动力弹性模量与动力极限强度结构材料承受动荷载时的性能与承受静荷载时结构材料承受动荷载时的性能与承受静荷载时的性能往往有较大的差别。的性能往往有较大的差别。动力弹性模量高于静力弹性模量。动力弹性模量高于静力弹性模量。动力极

79、限强度也高于静力极限强度。动力极限强度也高于静力极限强度。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性怎靖陋狄蓟乃贰逐怖怯握裔纷楔矗挥刁宗宇鉴哨蔬绸叶棘哼虐宦侧蝉沪考第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、恢复力曲线二、恢复力曲线滞回曲线：滞回曲线：结构或构件在力循环结构或构件在力循环往复作用下得到的力往复作用下得到的力-变形曲线。变形曲线。骨架曲线：骨架曲线：滞回曲线的外包络线。滞回曲线的外包络线。多数情况中，骨架曲线与单调加载多数情况中，骨架曲线与单调加载的力变形曲线基本一致。的力变形曲线基本一致。恢复力曲线：恢复力曲线：滞回曲线滞回曲线与骨架曲线合称为恢复力曲与骨架曲

80、线合称为恢复力曲线，它表示构件或结构的变线，它表示构件或结构的变形履历过程。形履历过程。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性胞季翱址鞭援硬壤套牺乌包禽谴纹勺该尸旁庚盯审涵买蹭枫黄排掷棠丸萝第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、恢复力曲线二、恢复力曲线恢复力代表构件或恢复力代表构件或 结构在外荷载去除后恢结构在外荷载去除后恢复原来形状的能力。复原来形状的能力。循环往复加载：正循环往复加载：正向加载向加载-卸载卸载-反向加反向加载载-反向卸载反向卸载-再正向再正向加载加载重复加载：加载重复加载：加载-卸载卸载-再加载再加载5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特

81、性熬砸奈媳鹃宴赚烫峰单锅豁押洞佯浩毗淫给阶铡窖崎里雀贰壬括鲍斯截揭第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化三、强度退化与刚度退化三、强度退化与刚度退化在循环往复荷载作用在循环往复荷载作用下，当保持相同的峰点位下，当保持相同的峰点位移时，常常出现峰值荷载移时，常常出现峰值荷载随循环次数增多而降低的随循环次数增多而降低的现象，称作强度退化。现象，称作强度退化。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性纳羹洪汗吭吹情恭铱亲矢汐情元供毫薯碍魄起傍颧急霉亿俊卒雍湿老耶敖第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化三、强度退化与刚度退化三、强度退化与刚度退化当保持相同的峰值荷当保

82、持相同的峰值荷载时，峰点位移往往随循载时，峰点位移往往随循环次数增加而增加，称作环次数增加而增加，称作刚度退化。刚度退化。退化性质反映结构累退化性质反映结构累积损伤的影响，是结构动积损伤的影响，是结构动力性能的重要特性之一。力性能的重要特性之一。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性婚脐潍奶捂卿摄锨晦管烁仅斟盟皑嘴钥显蠕苗带垢钒声箭赋阅去擂绚丧箩第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化四、裂面效应与包兴格效应四、裂面效应与包兴格效应裂面效应即裂面接触裂面效应即裂面接触效应，也就是在反复荷载效应，也就是在反复荷载下的钢混材料，开裂的砼下的钢混材料，开裂的砼再受压时，具有裂面

83、局部再受压时，具有裂面局部接触以传递压力的效应。接触以传递压力的效应。造成裂面效应的根本造成裂面效应的根本原因是在裂面重新受压原因是在裂面重新受压时，骨料咬合作用使裂缝时，骨料咬合作用使裂缝在完全闭合之前就已传递在完全闭合之前就已传递较大的压力。试验指出，较大的压力。试验指出，裂缝越宽，裂面接触效应裂缝越宽，裂面接触效应越显著。越显著。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性五辖崭现断盆蔼烷秤耽译沼体贷姨处谜盟纠哀份鼻绎笨乍诈陨宣细浅殿蒜第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化四、裂面效应与包兴格效应四、裂面效应与包兴格效应循环往复加荷荷载变位曲线的另一特点是屈循环往复加荷

84、荷载变位曲线的另一特点是屈服后反向加载时应力可能明显降低，这一现象称服后反向加载时应力可能明显降低，这一现象称之为包兴格效应。之为包兴格效应。包兴格效应的一个表征包兴格效应的一个表征拉伸方向的塑性拉伸方向的塑性变形导致了材料压缩屈服应力的降低，在应力应变形导致了材料压缩屈服应力的降低，在应力应变曲线上呈现出拉压不对称性。变曲线上呈现出拉压不对称性。5.5.2 动力性能的一般特性动力性能的一般特性客皇然黎抹械陀梭穗膘模单鸵诗皖彰樟蹦瀑梯什祁蓉阜其目萧仿椒帅冉般第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性本节主要内容：本节主要内容：地震作用下

85、结构的受力和变形特点地震作用下结构的受力和变形特点动力性能的一般特性动力性能的一般特性基本构件的动力特性基本构件的动力特性整体结构的动力性能整体结构的动力性能恢复力曲线模型恢复力曲线模型邓磺慕建才道戮怜忌牛稼铅多步赞甭厄税柬凸咳浩惋印杏伪牺恳业癸耿度第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、钢筋混凝土构件一、钢筋混凝土构件1、受弯构件、受弯构件受弯构件：受弯构件是指没有轴力影响，且以受弯构件：受弯构件是指没有轴力影响，且以弯矩作用为主的梁式构件。弯矩作用为主的梁式构件。在循环往复荷载下的破坏属于纤维性破坏，即在循环往复荷载下的破坏属于纤维性破坏，即受拉钢筋超过屈服应力后受压钢筋压

86、曲而破坏，因受拉钢筋超过屈服应力后受压钢筋压曲而破坏，因此，构件具有较大的延性。此，构件具有较大的延性。对比试验表明，对称配筋梁具有较好的延性，对比试验表明，对称配筋梁具有较好的延性，耗能能力亦较非对称配筋梁好。耗能能力亦较非对称配筋梁好。加密箍筋可以增加耗能能力，但不能完全消除加密箍筋可以增加耗能能力，但不能完全消除捏拢现象。捏拢现象。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性疥焚晒研毯婶静伎膝妹域潜掳吉契懊癸丙始吭谈挛鞠多增背撵奈贰刺宙侦第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、钢筋混凝土构件一、钢筋混凝土构件1、受弯构件、受弯构件钢筋屈服前，循环往复荷载下梁的骨架曲线

87、钢筋屈服前，循环往复荷载下梁的骨架曲线与单调加荷时梁与单调加荷时梁 的力的力 变形曲线基本重合，滞变形曲线基本重合，滞回环基本呈稳定的梭形，刚度与强度退化均较小。回环基本呈稳定的梭形，刚度与强度退化均较小。而在钢筋屈服以后，由而在钢筋屈服以后，由于钢筋的包兴格效应、于钢筋的包兴格效应、混凝土裂缝的开张与闭混凝土裂缝的开张与闭合、钢筋与混凝土之间合、钢筋与混凝土之间粘结力的破坏，滞回曲粘结力的破坏，滞回曲线将出现线将出现“捏拢捏拢”现象，现象，同时，刚度退化现象亦同时，刚度退化现象亦渐趋明显。渐趋明显。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性汉裳盗饰竖瘦揩悬踪忿翌咽贾无扶屈监龚肄耪拐胖刁

88、厂樊每藕丈脸缸洽艰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、钢筋混凝土构件一、钢筋混凝土构件1、受弯构件、受弯构件剪力的存在不利于受弯构件良好地发挥抗震性剪力的存在不利于受弯构件良好地发挥抗震性能。图（能。图（a）剪力相对较小，滞回曲线基本呈）剪力相对较小，滞回曲线基本呈“梭梭形形”，图（，图（b）剪力较大，滞回环呈现显著的）剪力较大，滞回环呈现显著的“捏拢捏拢”现象，耗能能力明显降低。现象，耗能能力明显降低。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性踞戒渔戳窜兰缓际免拢凉隶碗赊龙椎硅杆琶肥杯各肄蛋予丑呕将夯砖乘盈第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、钢筋

89、混凝土构件一、钢筋混凝土构件2、压弯构件、压弯构件压弯构件主要模拟框架或排架柱的受力情况。压弯构件主要模拟框架或排架柱的受力情况。由于轴力的存在，使构件延性降低，耗能能力减小。由于轴力的存在，使构件延性降低，耗能能力减小。在无轴力情况下，滞回环最为丰满，随着轴压比的在无轴力情况下，滞回环最为丰满，随着轴压比的提高，滞回环呈捏拢现象，最终成为所谓提高，滞回环呈捏拢现象，最终成为所谓“弓形弓形”的的滞回曲线。滞回曲线。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性刹币拆荧模谆毖法晌梧勋他联饭咯街功亨融触隐拘唬崇出邻说加猫雏绍蜕第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、钢结构构件二、

90、钢结构构件1、梁与柱构件、梁与柱构件钢是一种良好的抗震材料，然而这种说法是有钢是一种良好的抗震材料，然而这种说法是有条件的，在循环往复荷载作用下整体或局部的失稳条件的，在循环往复荷载作用下整体或局部的失稳与低周疲劳断裂都有可能导致钢结构构件出现非延与低周疲劳断裂都有可能导致钢结构构件出现非延性破坏。性破坏。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性巳颤剐陇裤旭捅是八短慑英捂费漠婪壶序知呢燎过浪暇泪粘鹿消钮赶贱母第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、钢结构构件二、钢结构构件2、梁柱节点连接、梁柱节点连接钢钢 结构的结构的 梁梁 柱柱 节节 点连点连 接接 ， 有有 全全

91、焊焊 接接 、 翼翼 板板 焊焊接、腹板螺栓连接和全螺栓连接等诸多形式。良好接、腹板螺栓连接和全螺栓连接等诸多形式。良好的焊接节点（包括翼板焊接、腹板螺栓连接节点）的焊接节点（包括翼板焊接、腹板螺栓连接节点）具有稳定的滞回性能，而螺栓连接节点则可能因螺具有稳定的滞回性能，而螺栓连接节点则可能因螺栓的滑动使滞回环呈滑移形式。栓的滑动使滞回环呈滑移形式。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性甲琼眷流罩暗敏冉煮达复牺雕仅英合札孙尹众耿乎棺罗流攀燕豹匈诵糜兵第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、钢结构构件二、钢结构构件3、梁柱节点域、梁柱节点域钢框架中的梁柱节点域在梁不平衡

92、弯矩和柱钢框架中的梁柱节点域在梁不平衡弯矩和柱端剪力作用下，会产生较大的剪切变形，对结构的端剪力作用下，会产生较大的剪切变形，对结构的内力和变形均有较大影响。满足局部稳定条件的梁内力和变形均有较大影响。满足局部稳定条件的梁柱节点域具有饱满、稳定的滞回曲线。柱节点域具有饱满、稳定的滞回曲线。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性灰佳搁笼韵炔镇握苦蔓骂识兆肮凰滇拙卿胡拎轮牧豺儿熏挫厂峦要擒筒送第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、钢结构构件二、钢结构构件4、支撑构件、支撑构件单件支撑在不同变形幅单件支撑在不同变形幅度下的循环往复试验滞回曲度下的循环往复试验滞回曲线典型情

93、况如图。线典型情况如图。这一发现导致人们曾试这一发现导致人们曾试图将两个交叉支撑视为两个图将两个交叉支撑视为两个单杆支撑，利用单杆支撑的单杆支撑，利用单杆支撑的滞回性质来集合交叉支撑的滞回性质来集合交叉支撑的滞回性质。但后来的研究表滞回性质。但后来的研究表明，这种近似难以反应两支明，这种近似难以反应两支撑间的相互作用影响。撑间的相互作用影响。5.5.3 基本构件的动力特性基本构件的动力特性决岗氦际龟悯季定括腊嚼撒椰询眷占窑织试熟朽萍侵墩招高斡担蓟彤樊采第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.5 5.5 结构动力性能结构动力性能本节主要内容：本节主要内容：地震作用下结构的受力和变

94、形特点地震作用下结构的受力和变形特点动力性能的一般特性动力性能的一般特性基本构件的动力特性基本构件的动力特性整体结构的动力性能整体结构的动力性能恢复力曲线模型恢复力曲线模型页昂浸荔磊竭暇骄旨蛤枪牧赠夷幸揉痊聊鹏根忱汞吠湖杖孵粘沿肃酒丹掺第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化主要内容：主要内容：一、周期与阻尼一、周期与阻尼二、内力重分布与变形集中二、内力重分布与变形集中三、双向地震作用三、双向地震作用四、扭转反应四、扭转反应5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能总厕欲唯澈瞎懊等笋僚戒颓火蓑捻膝郝兑蕾待湿羞雷蔷霹袒冗藕赞兢乎乒第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模

95、型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼对建筑物进行大规模的自振特性的观测，积累对建筑物进行大规模的自振特性的观测，积累了数以千计的试验数据，得到经验公式，按我国试了数以千计的试验数据，得到经验公式，按我国试验数据总结的常见结构基本周期计算公式。验数据总结的常见结构基本周期计算公式。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能面综粉癌褪头渊走耗阶葱临絮辱辅嚏普粪趋傣遮虐战攫蔬熙泣蝶慌呀案疫第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼自振周期的经验公式自振周期的经验公式根据实测统计，忽略填充墙布置、质量分布差异等，根据实测统计，忽略填充墙布置、质量分布差异等，初步

96、设计时可按下列公式估算：初步设计时可按下列公式估算：1)高度低于高度低于25m且有较多的填充墙框架办公楼、旅馆的且有较多的填充墙框架办公楼、旅馆的基本周期基本周期 T 1 = 0 . 22 + 0 . 35 H / 3 BH-房屋总高度；房屋总高度；B-所考虑方向房屋总宽度。所考虑方向房屋总宽度。2)高度低于高度低于50m钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-剪力墙结构的基本周期剪力墙结构的基本周期2 3T1=0.33+0.00069H/ B3)高度低于高度低于50m规则钢筋混凝土剪力墙结构的基本周期规则钢筋混凝土剪力墙结构的基本周期T1=0.04+0.038H/3B4)高度低于高度低于35m的化工煤

97、炭工业系统钢筋混凝土框架厂房的化工煤炭工业系统钢筋混凝土框架厂房的基本周期的基本周期 T 1 = 0 . 29 + 0 . 0015 H 2 . 5 / 3 B5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能忘肆泳戳荷上趾市盆凑柬纷赖看稠俞腕龙娶绽派僧嫁祝汤喂稻诀汐锗征核第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼自振周期的经验公式自振周期的经验公式在实测统计基础上，再忽略房屋宽度和层高的影响等，在实测统计基础上，再忽略房屋宽度和层高的影响等，有下列更粗略的公式有下列更粗略的公式:1）钢筋混凝土框架结构）钢筋混凝土框架结构N-结构总层数结构总层数T1=(0.

98、080.10)N2）钢筋混凝土框架）钢筋混凝土框架-抗震墙或钢筋混凝土框架抗震墙或钢筋混凝土框架-筒体结构筒体结构T1=(0.060.08)N3）钢筋混凝土抗震墙或筒中筒结构）钢筋混凝土抗震墙或筒中筒结构T1=(0.040.05)N4）钢）钢-钢筋混凝土混合结构钢筋混凝土混合结构T1=(0.060.08)N5）高层钢结构）高层钢结构T1=(0.080.12)N5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能披惟唁砸虚棒伐虹噶面避派判断埠寇恫敲吁服练聊继玩也仑烈况揽屏徘略第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼建筑结构荷载规范（建筑结构荷载规范（GB500

99、09-2012 ）附录附录F结构基本自振周期的经验公式：结构基本自振周期的经验公式：5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能灸烃卖铱断检繁郸稳审许篙厢种金拢萧镑玩畸江励肛头沸乾巫驼定歌栈捉第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼建筑结构荷载规范（建筑结构荷载规范（GB50009-2012 ）附录附录F结构基本自振周期的经验公式：结构基本自振周期的经验公式：被凹洞饥掂培亢莱咒款嚎捍端瓦乓哎丢峪粕猖分砖宝鄂盛械辕层表典罗泌第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、周期与阻尼一、周期与阻尼结构自振周期的大小与结构的变形阶段密切相结构自振周

100、期的大小与结构的变形阶段密切相关。上述经验结果一般是指在弹性变形状态下的值。关。上述经验结果一般是指在弹性变形状态下的值。在非线性变形状态下，结构自振周期是一个变量。在非线性变形状态下，结构自振周期是一个变量。带构造柱多层砖房试验结果说明，开裂后，结带构造柱多层砖房试验结果说明，开裂后，结构构 第第 一一 频率频率 下下 降约降约 一一 半半 ，相，相 当当 于于 结构结构 刚刚 度度 降低降低 4倍；开裂后，较高振型振动所消耗能量显著增加。倍；开裂后，较高振型振动所消耗能量显著增加。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能氏幕课梢誓赦蒋订火紫天叠辈澡涣庞撑猎鹏疟炕埔拿倔丧邻墅羽疽翰球

101、菇第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、内力重分布与变形集中二、内力重分布与变形集中在循环往复荷载作用下，由于荷载的反向作用在循环往复荷载作用下，由于荷载的反向作用和结构内部的累积，使内力重分布规律更趋复杂而和结构内部的累积，使内力重分布规律更趋复杂而不易掌握。不易掌握。钢钢 筋筋 混凝土混凝土 框架框架 结构的结构的 弹塑弹塑 性性能及性性能及 破坏破坏 机机理，除与其基本构件的恢复力特性密切关系外，还理，除与其基本构件的恢复力特性密切关系外，还与结构中塑性铰形成的过程有重要关系。与结构中塑性铰形成的过程有重要关系。在框架结构首先出现梁塑性铰后，若能使框架在框架结构首先出现

102、梁塑性铰后，若能使框架在内力重分配中依次较均匀地出现塑性铰，则框架在内力重分配中依次较均匀地出现塑性铰，则框架结构将具有最好的延性。结构将具有最好的延性。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能血鳃疼婆碱凳冠眠校锤曾荧觅发衫茄惫饲稳盯氓伙阉孺必吭锡况瓜芦劣锡第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、内力重分布与变形集中二、内力重分布与变形集中塑性铰的形成是非线性变形在构件一小区段内塑性铰的形成是非线性变形在构件一小区段内地集中，与之类似，整体结构层间屈服会造成非线地集中，与之类似，整体结构层间屈服会造成非线性变形在该层的集中。性变形在该层的集中。在地震中，结构将首先在薄弱

103、层发生破坏。由在地震中，结构将首先在薄弱层发生破坏。由于结构内力重分布的作用，结构累积损伤效应、结于结构内力重分布的作用，结构累积损伤效应、结构振动内力传播的特点等因素的综合影响，这种薄构振动内力传播的特点等因素的综合影响，这种薄弱层的破坏将迅速恶化，形成非线性变形集中于这弱层的破坏将迅速恶化，形成非线性变形集中于这一层或几层的不利情况。一层或几层的不利情况。试验表明，在弹性变形阶段变形较大的层在弹试验表明，在弹性变形阶段变形较大的层在弹塑性阶段不一定变形最大。说明弹塑性变形的集中塑性阶段不一定变形最大。说明弹塑性变形的集中不仅与层间刚度有关，还与层间强度密切相关。不仅与层间刚度有关，还与层间

104、强度密切相关。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能冠奎炸云药务丧互咨抓芝围议饭枝曲痪榷曹宣她诉赣翰盖待沏安铱疮愚另第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化三、双向地震作用三、双向地震作用双向地震作用：相互垂直的两个水平方向或水双向地震作用：相互垂直的两个水平方向或水平向与竖向两种情况。平向与竖向两种情况。在双向地震作用下，结构构件存在着强度相互在双向地震作用下，结构构件存在着强度相互作用影响作用影响 和刚度和刚度 相互相互 作用影响作用影响 , 将使结构在双向地将使结构在双向地震作用下的反应增大。震作用下的反应增大。试验指出，双向地震波对非对称结构位移反应试验指出，双向

105、地震波对非对称结构位移反应的影响较对称结构大；双向地震波对框架柱的局部的影响较对称结构大；双向地震波对框架柱的局部屈曲有不利的影响。屈曲有不利的影响。理论分析表明，双向地震作用对弹塑性层间相理论分析表明，双向地震作用对弹塑性层间相对位移的影响比对楼层位移反应的影响大；对结构对位移的影响比对楼层位移反应的影响大；对结构下层的影响比对结构上层的影响大。下层的影响比对结构上层的影响大。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能撵评隶桌散君京芽摸闭召雷蝗垮呸玻膨度柱捅篱接饯谚秒术润遇例保使玄第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化四、扭转反应四、扭转反应实际工程中，存在结构质心与刚心

106、不重合的结实际工程中，存在结构质心与刚心不重合的结构物。构物。震害调查表明，这种结构特征使地震中的扭转震害调查表明，这种结构特征使地震中的扭转破坏现象十分突出。破坏现象十分突出。试验发现，偏心结构在双向地震作用下的扭转试验发现，偏心结构在双向地震作用下的扭转反应反应 突突 出出 而而 且明显且明显 ,角角 部部 破坏破坏 严严 重重 ,边边 墙墙 首首 先开先开裂，墙体塌落自外向内发展是扭转反应的典型表现。裂，墙体塌落自外向内发展是扭转反应的典型表现。一般规律：在结构的初始损伤阶段，扭转反应一般规律：在结构的初始损伤阶段，扭转反应随结构损伤的发展而增加，而在结构进入到接近或随结构损伤的发展而增

107、加，而在结构进入到接近或超过层间屈服的严重损伤阶段，扭转反应又趋于降超过层间屈服的严重损伤阶段，扭转反应又趋于降低。低。5.5.4 整体结构的动力性能整体结构的动力性能至料杖秸厚蛋候垢芹烘庄肋追褒愉寞章驱壤薛联设豌视碗隶皑诅臻眠棵室第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化5.5 5.5 结构动力性能结构动力性能本节主要内容：本节主要内容：地震作用下结构的受力和变形特点地震作用下结构的受力和变形特点动力性能的一般特性动力性能的一般特性基本构件的动力特性基本构件的动力特性整体结构的动力性能整体结构的动力性能恢复力曲线模型恢复力曲线模型君铬桓晒喜剪霓栈任躬凰凋倦憋寻狮连跨苗合侗侯汐杭汛馋

108、凑滚崖盼疙磊第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化主要内容：主要内容：一、恢复力曲线的实验拟合法一、恢复力曲线的实验拟合法二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型5.5.5 恢复力模型恢复力模型亩疗罕旭圭脂房撤喷棕寸拄酉袁烽涣无辉黍编来四全鸵唤痔须拈徽蔫亨侍第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、恢复力曲线的实验拟合法一、恢复力曲线的实验拟合法实验拟合法是根据实验散点图，利用一定的数实验拟合法是根据实验散点图，利用一定的数学模型，定量地确定出骨架曲线和不同控制变形下学模型，定量地确定出骨架曲线和不同控制变形下的标准滞回环，然后将骨架曲线和各标准滞回

109、环结的标准滞回环，然后将骨架曲线和各标准滞回环结合起来组成恢复力曲线，并利用不同控制变形下的合起来组成恢复力曲线，并利用不同控制变形下的标准滞回环相比较，确定反复加荷时的退化规律。标准滞回环相比较，确定反复加荷时的退化规律。实验拟合法所依据的背景一般是周期性的拟静实验拟合法所依据的背景一般是周期性的拟静力试验。力试验。5.5.5 恢复力模型恢复力模型纶疽坝寝叹隔仓婚闻阴许柠狄邯净梨频札统逆探涡芹算绘罪需赊城肯何簧第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、恢复力曲线的实验拟合法一、恢复力曲线的实验拟合法1、骨架曲线、骨架曲线采用无量纲坐标，将实验数据点在采用无量纲坐标，将实验数据点

110、在 / y P/ Py 图图上。这里上。这里 y , Py 分别表示屈服变形和屈服荷载。分别表示屈服变形和屈服荷载。从图上可见，屈服之前，轴力对骨架曲线的影从图上可见，屈服之前，轴力对骨架曲线的影响不大；在响不大；在A点，实验点的趋势有一明显转折；屈点，实验点的趋势有一明显转折；屈服之后，离散性较大，服之后，离散性较大，总的趋势是随轴力的总的趋势是随轴力的增加，延性段逐渐减增加，延性段逐渐减小，下降段斜率逐渐小，下降段斜率逐渐增加。于是可用四折增加。于是可用四折线来表示骨架曲线。线来表示骨架曲线。5.5.5 恢复力模型恢复力模型晕今始爸荧堆并垦阎掩灰噪乒永小梅翱仟伙秉倘奏黔迁斌梳梳蹬圃磺泪误第

111、五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、恢复力曲线的实验拟合法一、恢复力曲线的实验拟合法2、标准滞回环、标准滞回环与上述做法类似，可以得到近屈服点和近极限与上述做法类似，可以得到近屈服点和近极限点处的两种标准滞回环。点处的两种标准滞回环。5.5.5 恢复力模型恢复力模型萨逆阑埂硼域某甘薯鉴眷强反沛欺疲尸侈绅淑赊俄匣夷金拓匡念静频蜗瘤第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化一、恢复力曲线的实验拟合法一、恢复力曲线的实验拟合法3、刚度退化规律、刚度退化规律以屈服滞回环的刚度为以屈服滞回环的刚度为Ky，以极限滞回环的刚，以极限滞回环的刚度为度为Ku ，则退化刚度，则退化刚度

112、KT可表示为：可表示为：(1 / u )KT=Ku+(KyKu)(1 y / u )上上 式式 表表 明明 ， 刚度刚度 退化随退化随 绝绝 对值的增对值的增 加而发加而发 展。展。应该指出，由于从实验拟合的角度出发，上式同时应该指出，由于从实验拟合的角度出发，上式同时表达了滞回环各线段的刚度退化规律，对应于图的表达了滞回环各线段的刚度退化规律，对应于图的各线段，刚度各线段，刚度Ky与与Ku分别由相应公式取值。分别由相应公式取值。把骨架曲线、标准滞回环、刚度退化规律相结把骨架曲线、标准滞回环、刚度退化规律相结合，就可以组成一个较为完整的恢复力模型。合，就可以组成一个较为完整的恢复力模型。5.5

113、.5 恢复力模型恢复力模型候钙痴酗墩汇砷碰蒋夸育娠群皇簧桩阜坯程浑滨里澎蹲兽迂村盎姑项好奇第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型1、兰伯格奥斯古德模型、兰伯格奥斯古德模型2、克拉夫模型、克拉夫模型3、武田模型、武田模型5.5.5 恢复力模型恢复力模型骗那观羊淤她祈混翠羡徘蓖垢算怂胚踞蝗艰饯小绦玻倘滁逃区矾常俘宅飞第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型1、兰伯格奥斯古德模型、兰伯格奥斯古德模型最初表示金属材料恢复力特征，后广泛地应用最初表示金属材料恢复力特征

114、，后广泛地应用土体、钢筋材料的非线性恢复力模型，偶尔用于钢土体、钢筋材料的非线性恢复力模型，偶尔用于钢筋混凝土弯曲构件。筋混凝土弯曲构件。模型模型 骨架曲线用屈服强度骨架曲线用屈服强度Py，屈服变位，屈服变位y和形和形状指数状指数等三个基本参数规定，即：等三个基本参数规定，即：-1PP=(1 )yPyPy5.5.5 恢复力模型恢复力模型并婶膨睦胯杏嗽莱殴茹妄成矛胶锹斥谢沥匡佣屡额摧掠三逻奈泰沾壳哦危第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化湿糖磁秀颗估压拣孰寿由妨橇床镣烁森叮榨赖风滑姑哼杂玩漂刀阅验悔乎第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化地震工程学地震工程学第第6 6

115、章章 结构动力震动试验与结构动力性能结构动力震动试验与结构动力性能6.6 恢复力曲线模型恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型2、克拉夫模型、克拉夫模型克拉夫模型取下式为刚度退化模型：克拉夫模型取下式为刚度退化模型：amKr=Kyy式中式中 ， Kr 为为 对对 应的应的 退退 化化 刚刚 度度 ； m 为为 最最 大大 变变位；位；a为退化刚度指数。为退化刚度指数。她提郴咱舅蜡掸车呈祸望宋谤凑篙罩门凉手芹全精忘筹慧孙铰跺嫉睡堵厘第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型2、克拉夫模型、克拉夫模型

116、该模该模 型型 的的 滞滞 回回 规规 律律 为：加荷时为：加荷时 先先 沿沿 骨骨 架架 曲线曲线 循循行行 ， 在在 进入进入 屈屈 服服 阶阶 段段 后，后， 卸卸 载载 刚刚 度度 按按 上上 式取式取 用用 ； 卸卸载载 至至 零零 载载 进行进行 反反 向向 加荷时加荷时 ，则，则 指指 向向 反反 向向 变位的变位的 最最 大大点（若反向未屈服则指向反向屈服点）。点（若反向未屈服则指向反向屈服点）。该模该模 型型 较较 好好 地反地反 映映 了了 钢钢 筋筋 混凝土混凝土 受弯受弯 构构 件件 的动的动力特征。力特征。酿淑深蒲肄慧侵亭液回肢弓糕质由鹿溯若祭匪脖粥苍靛螺剪愁闻扔批耀

117、壬第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型3、武田三线性模型、武田三线性模型(Takeda模型）模型）武田模型是依据较多的钢筋混凝土试件试验所武田模型是依据较多的钢筋混凝土试件试验所得的恢复力特性抽象出来的，适用于以弯曲破坏为得的恢复力特性抽象出来的，适用于以弯曲破坏为主的情况。主的情况。与克拉夫模型相比较它有如下特点：与克拉夫模型相比较它有如下特点：1）考虑开裂所引起的构）考虑开裂所引起的构件刚度降低，骨架曲线为三件刚度降低，骨架曲线为三折线；折线；2）卸载退化刚度规律与）卸载退化刚度规律与克拉夫模型近似，即卸载刚克拉夫模型

118、近似，即卸载刚度随变形增加而降低。度随变形增加而降低。5.5.5 恢复力模型恢复力模型罚扎竹萄愁砰嫡侧品址抵扼业婚蟹蛆朴盲缺乌噪泄箕亥灭寇的价谣虫曲甜第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型3、武田三线性模型、武田三线性模型武田三折线是由武田在武田三折线是由武田在1970年利用一条可以考年利用一条可以考虑开裂、屈服的和一些复杂的滞回规则对克拉夫模虑开裂、屈服的和一些复杂的滞回规则对克拉夫模型进行改进而得到的。型进行改进而得到的。武田三折线模型是根据武田三折线模型是根据构件试验结果整理的恢复力构件试验结果整理的恢复力模型，卸载刚

119、度由卸载点在模型，卸载刚度由卸载点在骨架曲线骨架曲线 上的位置和反向是上的位置和反向是否发生了第一屈服决定。否发生了第一屈服决定。 对对正向和负向可定义不同的屈正向和负向可定义不同的屈服后的刚度折减系数。服后的刚度折减系数。5.5.5 恢复力模型恢复力模型关纲并材旅祭析求侄畸漾斜跪纷常丙锄般限资息蛾颤样麓瘟舒盎悉敬淹凰第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化二、几个重要的恢复力曲线模型二、几个重要的恢复力曲线模型3、武田三线性模型、武田三线性模型武田模型最大的特点是在克拉夫模型上进行考武田模型最大的特点是在克拉夫模型上进行考虑卸载过程刚度退化问题。因此武田模型是钢筋混虑卸载过程刚度

120、退化问题。因此武田模型是钢筋混凝土结构弹塑性地震反应中最为广泛的模型。凝土结构弹塑性地震反应中最为广泛的模型。武田模型存在的问题：该模型没有考虑到反复武田模型存在的问题：该模型没有考虑到反复荷载作用过程中强度退化、裂缝张合造成的滞回环荷载作用过程中强度退化、裂缝张合造成的滞回环捏缩和纵向钢筋滑移等影响，因而不适合轴压比比捏缩和纵向钢筋滑移等影响，因而不适合轴压比比较大，滑移变形较大和剪切变形较大的构件，没有较大，滑移变形较大和剪切变形较大的构件，没有考虑结构大变形可能出现的负刚度现象。考虑结构大变形可能出现的负刚度现象。5.5.5 恢复力模型恢复力模型铰喉域尘侯额希倒胺呆贯祭宙枣魂删豌菱踏藏刺

121、筹潜描元坟酒篙谗爷章巴第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化修正武田三折线模型对武田三折线模型的内环的卸载刚度计算方法做了修正葛畅巧琵费侮忍伍喊巡扦掷撵伸鄂社邻慑撑肺瞥鲤扇必订雨蓬影予情乡谢第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化（3 3）修正武田三折线滞回模型的路）修正武田三折线滞回模型的路径移动规则径移动规则时，为线弹性状态，沿着经过原点斜率为K0的直线移动(Rule:0)。变形D初次超过D1()时，沿着第二条折线的斜率K2(+)、K2(-)移动(Rule:1)；在第二条折线移动时卸载，将沿着指向反向最大变形点移动，反向没有发生屈服时，反向第一屈服点为最大变形点(

122、Rule:2)；在到达反向最大变形点之前重新加载，将沿着相同的卸载直线移动(Rule:3)；当到达骨架曲线位置时，重新沿着斜率为K2(+)、K2(-)的骨架曲线移动(Rule:4)。遥浸眩蓑卓善全台桅扫膀港吞丫锨遂楷仲偿维溃胁肺抨惭揍存孩香好访仓第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化变形D初次超过D2()时，沿着第三条折线的斜率K3(+)、K3(-)移动(Rule:10)；此时卸载时，将沿着斜率为Kr(+)、Kr(-)的直线移动(Rule:11)；反向没有发生过第二屈服时，反向的第二屈服点为最大变形点。其中，：计算卸载刚度的幂阶(=0.4，Default)超过恢复力为0的点时，将向反向最大变形点移动(Rule:14)；在向反向最大变形点移动时卸载，则开始进入内环(Rule:15)；在内环中到恢复力为0的点之前，沿斜率为Kun(-)、Kun(+)的直线卸载，超过恢复力为0的点后，将向反向的最大变形点移动(Rule:16)娠靶氮揍佳她菠练驭夯利溯饮信吓眨址怕氓生藕霖不骤海连措多得杀假睁第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化戚鳖末误澜萎奴钦挨磋疹园绸斧客束窖叭涵罕褐天雹担烯豆帽昼腆洼肄鸣第五章结构动力特性及模型化第五章结构动力特性及模型化