结构试验课件第七章结构动力特性试验

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1、第六章结构动力试验主要内容6.1概述6.2结构动力荷载特性试验6.3结构动力特性6.4结构动力反应试验6.5结构疲劳试验6.6结构动力试验实例6.1概述6.1.1结构动力荷载的类型1.地震作用2.机械设备振动和冲击荷载3.高层建筑和高耸建筑的风振4.环境振动5.爆炸引起的振动6.1概述6.1.2结构动力试验的内容1.测定结构动力荷载或振源的特性，即测定引起振动的作用力的大小、方向、作用频率及其规律。2.测定结构的动力特性，包括结构的自振频率、阻尼和振型。3.测定结构在动力荷载作用下的反应位移（振幅）、速度、加速度、动应力。动力系数等6

2、.2结构动力荷载特性试验动力荷载的特性作用力的大小、方向、频率及其作用规律6.2结构动力荷载特性试验6.2.1主振源的探测主振源的频率：幅值最大的频率图6-1几种典型振动记录波图形(a)(b)(c)(d)(e)(f)下列是撞击荷载引起的振动？6.2结构动力荷载特性试验1.直接测定法通过测定动荷载本身的参数以确定其特性。2.间接测定法把动力荷载安装在专用的，有足够变形的弹性结构上，上下是刚性支座3.比较测定法比较振源的承载结构在已知动力荷载作用下的振动情况，得出荷载的特性数据6.2.2主振源特性的试验测定6.3结构动力特性试验6.3.1

3、概述结构的动力特性包括结构的自振频率、阻尼比、振型等基本参数。动力特性参数，振动模态参数这些参数决定于结构的形式、刚度、质量分布、材料特性及构造连接等因素，而与外载无关。作用？？？？6.3结构动力特性试验结构动力特性试验的方法1.人工振动法自由振动强迫振动2.环境随机振动法6.3.1概述6.3结构动力特性试验6.3.2人工振动法测量结构动力特性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。结构自振频率测量阻尼比测量振型测量6.3结构动力特性试验6.3.2人工振动法测量结构动

4、力特性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，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。6.3结构动力特性试验6.3.3环境随即振动法测量结构动力特性脉动明显反映出建筑物的固有频率和自振特性。随机振动过程是一个复杂的过程，每重复一次所取得的每一个样本都是不同的，所以，一般随机振动特性应从全部

5、事件的统计特性的研究中得出，并且必须认为这种随机过程是各态历经的平稳过程。6.4结构动力反应试验6.4.1结构动态参数的测量结构在动力荷载作用下特定部位的动态参数振幅、频率，速度、加速度、动应变传播系数：各点测得的振幅与振源处的振幅之比（特定结构与特定振源）6.4结构动力反应试验6.4.2结构振动形态的测量多个测点振动变形图振动形态与振型的区别（P165）6.4结构动力反应试验6.4.3结构动力系数的测量动力系数动挠度和静挠度的比值称为动力系数。6.5结构疲劳试验6.5.1概述疲劳（定义）（P166）：结构在等幅等频或变幅等频的多次重

6、复和反复荷载作用下，由于结构某一部分局部损伤的递增和积累，导致裂纹形成并逐步发展，材料的强度降低，以致结构低于相同静力荷载情况被破坏。结构疲劳试验的目的就是要了解在重复或反复荷载作用下结构的性能和其变化规律，确定结构疲劳破坏时的强度值和荷载重复作用的次数，即确定疲劳强度和疲劳寿命。6.5结构疲劳试验6.5.1概述疲劳试验分类等幅值疲劳试验、变幅变频疲劳和随机疲劳中级工作制吊车梁：200万次疲劳高级工作制吊车梁：400万次疲劳6.5结构疲劳试验6.5.1概述生产性疲劳试验一般包括以下内容：抗裂性能；开裂荷载、裂缝宽度及开展情况；最大挠度

7、及变化幅度和疲劳极限强度。研究性疲劳试验一般包括以下内容：确定开裂荷载；裂缝的宽度、间距、分布形态及其随荷载重复次数的变化；最大挠度及其变化；测定破坏荷载、疲劳寿命及破坏特征。6.5结构疲劳试验6.5.2疲劳试验的加载设计1.疲劳试验荷载（一）疲劳试验荷载取值：疲劳试验的上限荷载Qmax是根据构件在标准荷载最大最不利组合下产生的弯矩计算而得荷载下限根据疲劳试验设备的要求而定。6.5结构疲劳试验6.5.2疲劳试验的加载设计2.试验荷载频率荷载频率不应使构件和荷载架发生共振，同时应使构件在试验时与实际工作时的受力状态一致，为此荷载频率与构

8、件固有频率应满足一定条件：结构疲劳试验的方法1、疲劳试验荷载荷载取值：上限值根据构件在荷载标准值最不利组合下产生的弯距计算求得；下限值根据疲劳试验机的设备性能而定。控制次数：中级工作制吊车梁：次；重级工作制吊车梁：次。频