第七章结构动载试验学习辅导

第七章结构动载试验学习辅导本章的教学内容：1．动荷特性的测定：包括主振源的测定，动荷特性测试方法；2．结构动力特性的测定：包括自由振动法，强迫振动法，脉动法；3．结构动荷反应的测定：包括结构动荷变形的测量，结构动力系数的测定4．结构疲劳试验：包括试验荷载，加荷的频率，疲劳试验的观测。重点：结构动力特性的测定；结构动荷反应的测定。难点：动荷特性的测定，结构动荷特性的测定。考核知识点及考核要求：1．掌握振动位移、速度、加速度的测量。2．熟练掌握用自由振动法、强迫振动法测定结构的动力特性。了解用脉动法测定3。结构的动力特性。4．掌握结构的动应变、动挠度的测量及动力系数的测定。5．掌握振动加载试验及结构的疲劳试验。结构中遇到的动载有两类：振动荷载与移动荷载。测定结构的动力特性的方法有：①自由振动法；②共振法；③脉动法。激振就是对结构施加振动荷载。振动试验的目的是测定结构的特性、结构的响应几结构的破坏特性等。结构振动试验通常有以下几项内容：（1）结构的振动位移、速度、加速度的测量；（2）结构动力特性测定；（3）结构的振动反应测量。一、结构振动参数的测定振动可以分为简谐振动、复杂的周期振动、无周期的复杂振动和随机振动。1．时间历程曲线：如果在横轴为时间的直角坐标系中描绘结构振动位移、速度、加速度的历程，则称为时间历程曲线。2．振动的时域表示法：用时间函数表示振动历程的方法称为时域表示法。由时域表示法变换成频域表示法：把时程曲线图的横坐标改成，纵坐标为x，将振动的振幅画在处，称幅-频图，而以为横坐标，以处相角为纵坐标，而成相-频图，统成为频域图。将用（或2/f）为横坐标的坐标系统描述的振动历程称为频域表示法。3．使结构产生自由振动的激振方法有：①初位移法；②初速度法。4．结构参数测量：就是测量结构上各点的位移、速度、加速度。5．结构动力特性的测定结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率、阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材料有关。研究结构动力特性的方法有：自由振动法、共振法和脉动法。2．用自由振动法得到的频率和阻尼均比较准确，但只能测出基本频率。脉动法是测量实际结构动力特性的一种实用方法。二、疲劳试验1．结构疲劳试验按试验目的的不同可分为研究性疲劳试验和检验性疲劳试验两类。2．研究性疲劳试验一般包括以下内容：开裂荷载和开裂情况；裂缝的宽度、长度、间距及其随荷载重复次数的变化；最大挠度及其变化；疲劳极限；疲劳破坏特征。检验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；最大挠度的变化情况。3．疲劳试验的加载程序可归纳为两种：一种是为了求得疲劳极限而对构件从头到尾施加重复荷载；另一种是静荷载与疲劳荷载交替施加。4．疲劳试验过程中要进行四种形式的试验。（1）预加载：预加载值为最大荷载的20%，以消除支座等连接件之间的不良接触，检查仪器工作是否正常。（2）静载试验：静载试验的最大荷载按正常使用的最不利组合选取。试验方法按结构静载试验各章介绍的方法进行，观测项目可适当简化。在正常情况下，如果出现裂缝，应与静载试验一样描述裂缝开裂情况。（3）疲劳试验：首先调整最大、最小荷载，待稳定后开始记数，直到需做静载试验的次数。在运行过程中，需要做动态挠度与动应变测量。（4）破坏试验：构件在达到要求的疲劳次数后，一般需做破坏试验。这时加载情况有两种：第一种加载情况是继续做疲劳试验直至破坏，构件出现疲劳极限标志，得出疲劳荷载的极限次数，这需要很长时间，甚至构件不能破坏；第二种是做静载破坏试验，得到疲劳后的承载力极限荷载。5．受弯构件的疲劳破坏标志（1）正截面疲劳破坏标志：纵向主筋疲劳断裂，这是当配筋率正常或较底时可能发生的；受压区混凝土疲劳破坏，这是当配筋率过高或倒T形截面时可能发生的。（2）斜截面疲劳破坏标志：与临界斜裂缝相交的腹筋疲劳断裂，这是当腹筋配筋率正常或觉底时可能发生的；混凝土剪压疲劳破坏，这是当腹筋配筋率很高时可能发生的；与临界斜裂缝相交的主筋疲劳断裂，这是当纵向配筋率较底时可能发生的。（3）钢筋与混凝土锚固疲劳破坏：这种情况常发生在采用热处理钢筋、冷拔低碳钢丝、钢绞线配筋的预应力混凝土结构中。6．疲劳试验的安全措施疲劳试验需要连续进行时间很长，振动荷载很大，试件安装及试验过程中需要充分注意安全措施。（1）试件安装时，严格对中，保证平稳，尽可能不用分配梁，如需多点加载可用多个脉冲千斤顶。要在砂浆找平层的强度足够时才能做试验。（2）试验过程中，要经常巡视，发现隐患，立刻排除。（3）注意安全防护，设置支架等保护措施。三、实验课内容1金属桁架动荷反应实验；2金属桁架自振频率测定。教学要求：1．熟练掌握主振源的测定，自由振动法，强迫振动法，结构动荷变形的测量；2．掌握结构疲劳试验；3．了解动荷特性测试方法，脉动法，结构动力系数的测定；4．实验内容任选其一。