《结构动力特性分析》PPT课件

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1、第七章结构动力特性分析第一节结构抗震试验方法简介第二节动力性能的一般特性第三节基本构件的动力特性第四节整体结构的动力性能第五节恢复力曲线模型第六节系统识别理论10/1/20211第一节结构抗震试验方法简介结构抗震试验的主要任务是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。10/1/20212第一节结构抗震试验方法简介（续一）一、自振特性试验二、周期性反复静力加载试验三、振动台试验四、拟动力试验10/1/20213一、自振特性试验自振特性试验以获取或确

2、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：1、自由振动法2、共振法3、脉动法。10/1/202141、自由振动法自由振动法利用阻尼振动衰减原理求取自振特性。该法借助一定的张拉释放装置或反冲激振器使结构在一定的初位移（或初速度）状态下开始自由衰减振动，通过记录振动衰减曲线，便可利用动力学理论求出自振周期。自振衰减曲线上两个相邻波峰之间即等于结构自振周期。动力特性测定10/1/202151、自由振动法动力特性测定放大器桥盒动态电阻应变仪光线示波器结构物撞击拾振器位移传感器自由振动衰减量测系统10/1/20216自由振动时间历程曲线有阻尼自由振动的运动方程：—阻

3、尼比—衰减系数；；自振频率：即基本周期的倒数。10/1/202172、共振法共振法采用能产生稳态简谐振动的起振机或激振器作为振源。实验时，把激振器安装在结构适当位置，当逐渐加大激振器的输出力量时，可以迫使结构产生周期性的强迫振动。在一定输出力量下，逐渐改变激振器的激振频率，则可促成结构的共振反应。通过测量结构振动反应的幅值，可以得到共振曲线和振型曲线。通过对共振曲线的分析，可以获得结构的自振频率和振型阻尼比10/1/202182、共振法（振动荷载法）功率放大器信号发生器激振器频率仪试件放大器放大器放大器放大器记录仪相位计拾振器共振法测量原理框图10/1/20219共振时的

4、振动图形和共振曲线由共振曲线求阻尼系数和阻尼比衰减系数：阻尼比：参数测定10/1/202110用共振法测建筑物振型10/1/2021113、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。10/1/202112二、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

5、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。10/1/202113二、周期性反复静力加载试验大型结构试验反力墙设备10/1/202114二、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。（a）控制位移　　　　　　　　　（b）控制作用力　　　　　　　图8-1伪静力试验低周反复加载制度10/1/202115二、周期性反复静力加载试验b．等幅加载控制位移的

6、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。图8-2控制位移的等幅加载制度图图8-3控制位移的变幅等幅混合加载制度10/1/202116二、周期性反复静力加载试验2）控制作用力加载法　　控制作用力的加载制度如图8-1(b)所示。3）控制作用力和控制位移的混合加载法　　混合加载法是先控制作用力，一直加到屈服荷载，再用位移控制。从转变为控制位移加载起，即按屈服位移值的倍数μ值控制，直到结构破坏。10/1/202117三、振动台试验60年代末，先后在日本、美国开展振动台的研制和试验。我国在60～70年代，建造部

7、分侧重于进行正弦波振动试验的振动台，80年代建造了一批大、中型地震模拟振动台试验目的：了解结构抗震性能、破坏机制、验证计算模型的正确性振动台组成：台体、激振器、控制系统、测量记录系统、数据处理系统等部分。10/1/202118三、振动台试验交通银行大厦振动台试验10/1/202119三、振动台试验试验四个过程：结构自振特性的标定、线性阶段的试验、非线性阶段的试验和极限破坏试验。技术难点在于如何处理试验模型与原型的相似关系问题。一般采取增加附加质量的方法来满足密度相似要求。10/1/202120四、拟动力试验拟动力试验（又称为伪