结构检测与加固工程结构抗震静载检测

1、工程结构抗震静载检测工程结构抗震静载检测 建筑物的抗震鉴定建筑物的抗震鉴定结构的抗震检测结构的抗震检测拟动力检测方法拟动力检测方法 伪静力检测方法伪静力检测方法工程结构抗震性能及能力评定工程结构抗震性能及能力评定 建筑物的抗震鉴定建筑物的抗震鉴定 1) 第一级鉴定 以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价。2）第二级鉴定 以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。第二级鉴定是在第一级鉴定的基础上进行的，通过一级鉴定确定结构的体系影响系数和局部影响系数，并据此计算结构综合抗震能力指数。当结构的承载力较高时，可适当放宽某些构造要求；或者，当抗震构造良好时，承载力的要求可以酌情降低。 结构的抗震检测结构的

2、抗震检测 评定结构综合抗震能力，通常以资料收集分析和现场常规检测为基础，依据现行规范予以确定。但对于某些特殊的结构构件、连接构造或新型建材，其抗震能力需进行针对性的检测鉴定后再分析评价，进行工程结构抗震检测的目的就是为了协助确定结构的抗震能力，为现有建筑的抗震鉴定和抗震加固提供依据。 1 1 伪静力检测方法伪静力检测方法 伪静力试验方法是目前研究结构或构件能应用最广泛的试验方法。它是采用一定的载荷控制或变形控制对试件进行低周反复加载，使试件从弹性阶段直到破坏的一种试验。所谓伪静力，是指试验时加载速率很低，从而应变速率的影响可以忽略，因此，伪静力试验设备比较简单，试件费用也比较低，且在试验过程中

3、可以停下来仔细观察试件的变形和破坏现象，获取最明确和清晰的破坏概念，最大限度地利用试件提供的各种信息，例如承载力、刚度、变形能力、耗能能力和损伤特征等，它几乎可以应用于各种建筑结构或构件的抗震性能研究。经济实用是伪静力试验的突出优点，但由于不能反映实际地震时材料应变速率的影响，因此它不能模拟结构在实际地震作用下的反应。 图 4.1 典型的伪静力试验加载系统 2 2 加载制度加载制度 (a) 变幅加载 周数 位移 (b) 等幅加载 周数 位移 (c) 混合变幅加载 周数 位移 图 4.3 位移控制的加载规则 (1) 位移控制加载2.1 单向反复加载制度 : 图 4.4 力控制加载规则 周数 力

4、(3) 力-位移混合控制加载这种方法首先是以力控制进行加载，当试件达到屈服状态时改用位移控制。建筑抗震试验方法规程（JGJ 10196）规定：试件屈服前，应采用载荷控制并分级加载，接近开裂和屈服荷载前减少级差加载；试件屈服后应采用变形控制，变形值应取屈服试件的最大位移值，并以该位移的倍数为级差进行控制加载；施加反复荷载的次数应根据试验目的确定，屈服前每级荷载可反复一次，屈服以后宜反复三次。 (2)力控制加载 (a) X 轴 不 加 载 ， Y 轴 反 复 加 载 图 4.5 双 向 低 周 反 复 加 载 制 度 (b) X 轴 加 载 后 保 持 恒 载 ， Y 轴 反 复 加 载 (c)

5、X 轴 ， Y 轴 先 后 反 复 加 载 X Y X Y X Y (d) X， Y 轴 交 替 反 复 加 载 X Y (e) 8 字 形 加 载 X Y (f) 方 形 加 载 Y X (h) 环 形 加 载 X Y (i)梭 形 加 载 (g) 菱 形 加 载 X Y 2.2 2.2 双双向向反反复复加加载载制制度度 拟动力试验又称为计算机-加载器联机试验，它将计算机的计算和控制与结构试验有机地结合在一起，即由给定的地震加速度曲线通过计算机进行非线性的动力分析，将计算所得的位移作为输入数据控制加载器对结构进行加载，从而能在静力试验台上实现实时模拟地震反应的一种试验方法。虽然拟动力试验的加

6、载过程是拟静力的，但它与伪静力试验方法有本质的区别：伪静力试验的每一步的加载目标（位移或力）是已知的，而拟动力试验的每一步加载目标是由上一步的测量和计算结果通过基于被试结构的离散动力方程而建立的递推公式得到的。因此，拟动力试验不需要事先假定结构的恢复力特性，可由计算机来完成非线性地震反应微分方程的求解，而恢复力值则通过直接测量作用在试验对象上加载器的荷载值得到。1 拟动力检测方法 用线性数学模型 表示恢复力特性 R(M) X() 0XMRXCXM 或 0XMRXM R2 R1 X2 X2 R(X) 或 k(X) R(X) 由计算机解方程 由计算机记忆 A.计算机分析 B.拟动力试验 加载试验

7、X(t) X 图 4.8 计算机分析和联机试验原理 (1) 在计算机系统中输入地震地面运动加速度时程曲线； (2) 把n时刻的地震加速度值代入运动方程，解出n时刻地震反应位移Xn；(3) 由计算机控制电液伺服加载器，并将Xn施加到结构上，实现这一步的地震反应；(4) 量测此时试验结构的反力Fn，并代入运动方程，按地震反应过程的加速度进行n1时刻的位移Xn1的计算，量测试验结构的反力Fn1;(5) 重复上述步骤，连续进行加载试验，直到试验结束。 2 拟动力试验的工作流程1 1 抗震性能和抗震能力的区别抗震性能和抗震能力的区别 抗震性能和抗震能力既有联系又有区别。不论分析结构的抗震性能或抗震能力，

8、都需要在试验结束后，通过获得的数据和破坏现象研究下列问题：强度、抗裂度、变形能力、耗能能力、刚度和破坏机制。但是，抗震性能和抗震能力还有其特殊的命题：抗震性能主要研究构件性能，特别是不同构件间性能的比较；而抗震能力强调的是结构体系能抵御多大的地震。 2 2 结构抗震性能的分析结构抗震性能的分析 (1) 屈服荷载和屈服变形 屈服荷载为试件在荷载稍有增加而变形有较大增长时所能承受的最小荷载，与其相对应的变形为屈服变形。对混凝土构件而言，系指受拉主筋应力屈服时的荷载与相应变形。(2) 极限荷载: 试件所能承受的最大荷载。(3) 破损荷载和极限变形: 在试验过程中，试件达到极限荷载后，出现较大变形，但

9、仍有可能修复时所对应的荷载值称为破损荷载。 (4) 骨架曲线:在低周反复荷载试验中，应取荷载-位移曲线各级第一循环的峰点（回载顶点）连接起来的包络线作为骨架曲线骨架曲线在研究非线性地震反应时，反映了每次循环的荷载-位移曲线达到最大峰点的轨迹，反映了试件的抗裂度、承载力和延性特征。(5) 延性系数:延性系数是体现试件塑性变形能力的一个指标，反映了结构构件抗震性能的好坏， (6) 退化率:退化率反映试验结构构件抗力随反复加载次数增加而降低的指标。当研究承载力退化时，用承载力降低系数表示退化率并按下式计算：3 3 结构抗震能力的评定结构抗震能力的评定 3.1. 通过伪静力试验方法评定抗震能力通过伪静

10、力试验方法评定抗震能力以伪静力试验数据和抗震性能分析为基础进行的抗震能力评定，通常采用通过地震反应分析综合评价法，其主要步骤如下：(1) 通过实地测量或系统识别建立力学计算模型；(2) 通过周期性静力试验，确定恢复力模型； (3) 选择与场地相接近地地震记录或按规范反应谱反造地人工地震波进行多波输入计算并按规范说明提出地与烈度相应地地面运动加速度峰值取值； (4) 分析结构在最大反应情况下处于何种结构状态：未开裂，一般开裂或严重开裂等，然后综合评定其抗震能力。 3.2. 通过拟动力试验方法评定抗震能力通过拟动力试验方法评定抗震能力 工程结构动载检测动荷载动荷载特性的特性的测定测定 工程结工程结

11、构自振构自振特性的特性的测定测定 工程结工程结构动力构动力反应的反应的测定测定 动荷载除了它的大小、方向或位置随时间的变化而改变的特点外，它还有如下的特点：其一是，动荷载作用于结构时，结构的动力反应与结构自振特性密切相关。不同的结构自振特性，虽然是同样的动荷载，其反应是不相同的；其二是，动荷载所产生的效应有时远大于相应的静力效应，甚至一个并不大的动荷载就能使结构造成严重的破坏。因此，在对结构进行动力分析时，尤其对结构进行减震、隔震设计时，认识及掌握动荷载的特性是十分必要。一般说来，动荷载特性包括动荷载的作用力的大小、方向、频率及其作用规律等。 结构自振特性又称之为结构动力特性。结构自振特性主要包括三个参数：(1) 自振频率（或周期）；(2) 阻尼（阻尼比）；(3)振型。 检测方法：自由振动法，共振法，脉动法在大量的生产鉴定性试验中，往往需要鉴定该结构在动荷载作用下的动力反应是否符合所规定的某种动参数指标的要求，以便采取某种措施以抵御或减缓动力反应。在科学研究性试验中，也往往要研究结构在某种动荷载作用下的动力反应。所以，在生产与科研中，均要求对结构进行动力反应的测试。例如工业厂房在动力机械设备作用下的振动情况；桥梁在