建筑抗震试验方法

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1、建筑抗震试验第一章：概述一、抗震试验方法拟静力试验： 用一定的荷载控制或变形控制对试件进行低周反复加载使试件从 弹性阶段直至破坏的一种试验。拟动力试验： 试件在静力试验台上实时模拟地震动力反应的试验。模拟地震振动台试验： 通过振动台台面对试件输入地面运动模拟地震对试件作用全过程 的抗震试验。二、基本概念1.试件凡作为抗震试验的对象均称试件、为试验构件、结构的原型和模 型的总称。2. 原型结构 按施工图设计建成的直接投入使用的结构。3. 足尺模型 尺寸材料受力特性与原型结构相同的结构模型。4. 弹性模型为研究在荷载作用下结构弹性性能、用匀质弹性材料制成与原型相似的结构模型。5. 弹塑性模型为研究

2、在荷载作用下结构各阶段工作性能，包括直至破坏的全过 程反应，用与实际结构相同的材料制成的与原型相似的结构模型。三、试验控制方式1. 荷载控制以荷载值的倍数为级差的加载控制。2. 变形控制以变形值的倍数为级差的加载控制。第二章 试件的设计一、一般要求1. 采用模型或截取部分结构作试件时，试件应分别满足原型结构的几 何、物理、力学、构造和边界的相应条件。2. 试件的尺寸应根据试验目的要求，和现有设备条件进行设计，并应 满足有关规定。3. 试件设计时应进行试件的局部处理。试验时不得发生非试验目的的 破坏。4. 当试件为截取的柱或墙时，其上部荷载重量应视为竖向外力。5. 当试件为构件时，同类构件不得少

3、于2个，用于基本性质试验的构 件数量，应通过各种因素用正交设计确定。6. 模型试件材料重力密度不足时，可采用均匀附加荷载弥补，此时应 按附加荷载在整个试件上的作用位置与分布情况确定。7.拟静力和拟动力试验试件与原型结构应符合相似关系，相似条件的 设计见下表。类型料1/Ln：几何特ri-荷atM纲力矩物理量Adl结构模型的设计应满足物理、几何以及边界条杵的相似 要求 并根据基本方程按结构力学建立相似关系A-1.2混凝土结构模型宜按表2相似系数计礬似关系A-1.3砌休结构模型宜按表L L 3相似系数计物关系混凝土结构喷型相槪系数附表A.L2实用模型混凝土应力混凝应变混凝.1 禅性模量泊松比几何尺寸

4、角僵移枭屮荷载线荷戎面荷战质量密度钢皓应九钢皓应变钢筋脣性摸捷粘结应力砌体结相噴型相似系数附表A-1.3类型ft舸一般模型实用模型材 料 性 能御体应力%FLS1御体应变细11砌体弹性模横KttIfl-隔1iW*泊松比险11御体两摄密度XFL-Jsjsh伽几快度LLSL何线徒移LlJSl特角也移fi1 J逆1性面积AL尿荷集中荷载PF廃线苛裁WFLaSl面衙裁VFLS &1力矩aFL旬fioSE尿二、拟静力和拟动力试验试件的尺寸要求1. 砌体结构的墙体试件与原型的比例不宜小于原型的1/4。2. 混凝土结构墙体试件高度和宽度尺寸与原型的比例不宜小于原型 的1/6。3. 框架节点试件其尺寸与原型的

5、比例不宜小于原型的1/4。4. 框架试件与原型的比例可取原型结构的1/8。三、模拟地震振动台试验试件的设计要求1. 结构弹性模型与原型比例，不宜小于原型结构的1/100。弹塑性模型与原型的比例不宜小于原型结构的1/15。2. 试件设计时应满足试件安装、结构反应量测和传感器安装等对试件 构造的要求。3. 对于多层整体结构模型试件，当以荷重块作为人工模拟质量时，可 均匀布置在各层楼面和屋面上，荷重块应与模型固牢。4. 对于单榀框架或单片墙体等平面试件，应计入模拟用集中质量的重 心高度对试件在平面外所产生的影响。5. 结构动力试件应按相似理论进行设计，其试验模型应符合上述表格 的规定。四、试件的材料

6、与制作要求1. 砌体试件的材料与制作（1）抗震试验所用块材的强度等级应与原型结构相一致。（2）第一皮砖或砌块与底梁之间、最上层砖或砌块与顶梁之间的水平灰缝砂浆强度等级不应低于M10,且应高于试件设计砂浆强度等级。（3）试件应根据模型的缩尺比例可采用特制的缩尺砖或砌块。（4）试件材料力学性能试验方法应符合现行国家标准砌体基本力 学性质试验方法的要求。（5）试件为配筋砌体时尚应进行砌体中所配钢筋的基本力学性能试 验。（6）砌体试件的制作养护应符合国家标准砌体工程施工及验收规范的要求。2. 混凝土试件的材料与制作（1）试件采用混凝土时应进行下列力学性能试验：a. 制作混凝土立方体试件测定试件混凝土抗

7、压强度；b. 当需要混凝土的应力应变关系时应制作棱柱体试件进行测定并绘 制混凝土的应力应变曲线；c. 未取样试件混凝土的材料实际强度，可在全部试验完成后从试件受 力较小部位截取试件进行材料力学性能试验。（2）混凝土弹塑性模型其力学性能和骨料级配宜采用与原型结构有 相似性的混凝土作为试件材料。（3）混凝土弹塑性模型其试件配筋的材料应符合相似性的要求，可 采用细筋。当采用盘圆筋需要调直时应计入力学性能的影响。模拟细 纹筋时，光面钢筋宜作表面压痕处理。（4）试件采用的钢筋应事先取样并测定钢筋的弹性模量绘制钢筋的 应力应变曲线。（5）试件制作时安装量测仪表的预埋件和预留孔洞位置应正确，在 施工中应采取

8、防止预埋的传感元件损坏的措施。（6）各类混凝土材性试件均应与试件同批同时制作并应在同样条件 下进行养护。（7）混凝土试件的制作养护应符合现行国家标准混凝土工程施工 及验收规范的要求。第三章 拟静力试验一、试验装置及加载设备1. 试验装置的设计应满足下列要求：（1）试验装置与试验加载设备应满足试件的设计受力条件和支承方 式的要求。（2）试验台、反力墙、门架、反力架等，其传力装置应具有刚度、 强度和整体稳定性。试验台的重量不应小于结构试件最大重量的5倍 试验台应能承受垂直和水平方向的力.试验台在其可能提供反力部位 的刚度，应比试件大10倍。（3）墙体通过加载器施加竖向荷载时应在门架与加载器之间设置

9、滚 动导轨，见图5.2.1，其摩擦系数不应大于0.01。4）加载器的加载能力和行程应大于试件的最大受力和极限变形。2. 梁式构件可采用不设滚动导轨的试验装置，见图5.2.2。门架aS 5. 2.饕构件试验装置往复作躺静力台座3. 对顶部不容许转动的构件，可采用图5.2.3所示的四连杆试验装置，其四连杆结构与L型加载杆均应具有足够的刚度，对以弯剪受力为主的构件可采用图5.2.1墙片试验装置。购启座图5. 2. 3顶部无转动的抗剪试验装置4. 对于梁柱节点的试验当试件要求测PA效应时，应采用图5.2.4 2的试验装置，当不要求测PA效应时，应采用图5.2.41试验 装置。5. 当进行多点侧向分配梁

10、加载时分配梁可采用悬吊支撑试验装置，见 图5.2.56. 柔性或易失稳试件的拟静力试验，应采取抗失稳的技术措施。图5. 2. 4-1梁柱节翳验装置1-一试验架反力墙图5. 2. 4-2测PA效应的节点试验装置往复佃器静力台座二、量测仪表的选择1. 应根据试验的目的选择测量仪表，仪表量程应满足试件极限破坏的 最大量程。分辨率应满足最小荷载作用下的分辨能力。2. 位移计量的仪表最小分度值不宜大于所测总位移的0.5%，示值允许误差为土 1.0%F.S。注： F.S 表示满量程。3. 应变测量仪表的精度、误差和量程应满足下列要求：（1）各种应变式传感器最小分度值不宜大于10x 10一6。示值允许误差

11、为土 1.0%F.S，量程不宜小于最小分度值的100倍。（2）静态电阻应变仪（包括具有巡回检测自动化功能的数字式应变仪）的精度不应低于B级，最小分度值不宜大于10 X 10 -6注：电阻应变仪量测精度级别应符合国家行业标准的规定4.各种记录仪精度不得低于土 0.5%F.S三、加载方法1. 正式试验前，应先进行预加反复荷载试验二次。混凝土结构试件预 加载值不宜超过开裂荷载计算值的30%。砌体结构试件不宜超过开裂 荷载计算值的20%。2. 正式试验时的加载方法应根据试件的特点和试验目的确定，宜先施 加试件预计开裂荷载的4060%，并重复次23，再逐步加至100%。3. 试验过程中，应保持反复加载的

12、连续性和均匀性，加载或卸载的速 度宜一致。4. 当进行承载能力和破坏特征试验时，应加载至试件极限荷载下降 段；对混凝土结构试件下降值应控制到最大荷载的85%。5. 试件拟静力试验的加载程序应采用荷载变形双控制的方法:（1）试件屈服前,应采用荷载控制并分级加载；接近开裂和屈服荷载 前宜减小级差进行加载。（2）试件屈服后应采用变形控制，变形值应取屈服时试件的最大位 移值，并以该位移值的倍数为级差进行控制加载。（3）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。6. 平面框架节点的试件的加载，当以梁端塑性铰区或节点核心区为主 要试验对象的试件，宜采用梁柱加载；

13、当以柱端塑性铰区或柱连接 处为主要试验对象时，宜采用柱端加载，但应计入P 效应的影响。7. 对于多层结构试件的水平加载可按倒三角形分布。水平荷载宜通过 各层楼板施加。四、试验数据处理1. 混凝土构件试件的荷载及变形试验资料整理应按下列规定进行：（1）开裂荷载及变形应取试件受拉区出现第一条裂缝时相应的荷载 和相应变形（2）对钢筋屈服的试件屈服荷载及变形应取受拉区主筋达到屈服应 变时相应的荷载和相应变形。（3）试件的承受最大荷载和变形应取试件承受荷载最大时相应的荷 载和相应变形。（4）破坏荷载及相应变形应取试件在最大荷载出现之后随变形增加 而荷载下降至最大荷载的85%时的相应荷载和相应变形。2.

14、混凝土试件的骨架曲线应取荷载变形曲线的各加载级第一循环的 峰点所连成的包络线图，见下图。水平唯力丈口茅用阳A2E1C3滞回碑| A1B2C2滞回曲线羅5.2试体荷载变形曲线Fmax-0. 85FnmFy0. 8 5 Fma xFmaxhttp:/www. sinoaec. com3.试件的刚度可用割线刚度来表示割线刚度应按下式计算：丨+孔丨H I 心II + 耳 I + I |式中Fi第*次峰点荷载们、耳第氏次峰点位移值。Ki=（反反3）4.试件的延性系数应根据极限位移和屈服位移之比计算：X口 = uXy式中 Xu试件的极限位移；X 试件的屈服位移。 y5.试件的承载力降低性能应用同一级加载各

15、次循环所得荷载降低系数九进行比较，九应按下式计算:iiFi九 =iiF i -1j式中Fi 位移延性系数为 j 时第次循环峰点荷载值；jFi-i位移延性系数为j时第次循环峰点荷载值。j6. 试件的能量耗散能力应以荷载变形滞回曲线所包围的面积来衡量能量耗散系数应按下式计算B(5. 5. 6)r_“ABC+0X7S (ORF+ODF)图5.5W荷载一变形滞回曲线一、绪论1. 拟动力试验是指混凝土结构、钢结构、砌体结构、组合结构的模 型在静力试验台上模拟实施地震动力反应的抗震性能试验。2. 对刚度较大的多质点模型可采用等效单质点拟动力试验方法二、试验系统及加载设备1. 拟动力试验系统应符合下列要求1

16、）试验系统应由试件、试验台、反力墙、加载设备、计算机、数据 采集仪器仪表组成。2）加载设备宜采用闭环自动控制的机械或液压伺服系统装置的试验 机。3）与动力反应直接有关的控制参数仪表不宜采用非传感器式的机械 直读仪表。2. 加载设备的性能应满足下列要求1）试验系统应能实现力和位移反馈的伺服控制。2）系统动态响应的幅频特性不应低于2 （mm*HZ）3）力值系统允许误差为+1.5%F.S ；分辨力应小于或等于0.1%F.S。4）位移系统允许误差为土 1%F.S ；分辨力应小于或等于0.1%F.S。5）加载设备在一段地震加速度时程曲线的试验周期内其加载设备应 稳定可靠无故障地连续工作。三、数据采集仪器

17、仪表1. 测量仪表可参照拟静力试验。2. 试件各测量值，应采用自动化测量仪器进行数据采集记录，采集速 度不宜低于每秒钟个测点。四、数据处理计算机及其接口1.力试验采用的计算机（包括软件）应满足实时控制与数据采集、数 据处理、图形输出等功能要求。2.试件控制参量、结构量测参量应通过标准接口实现控制与数据采 集。五、试验装置1.试验装置的同拟静力试验的规定2.水平加载分配装置宜采用垂直方向滚动弹性支承（图6.5.2）。f刚慟器试 体试验rrR-d ffB 0HD R-Hn ffB R-dfl-uu ffB nn-H R-Hn ff-tt nH-uu I3. 伺服作动器两端应有球铰法兰连接件，分别和

18、反力墙、试体连接（图 6.5.3）。4. 结构试件垂直恒载加荷，宜采用短行程的伺服作动器并配装能使试件产生剪弯反力的装置。恒载精度应为土 1.5%，当装置（见图6.5.4）采用一般液压加荷设备时，应有稳压技术措施稳压，允许误差为土 2.5%。反力图 装有垂直恒载伺服作动器的框架结构试件拟动力试验装置水平加奧伺n&作动s&癞子堆板5. 框架或杆件结构试件的水平集中荷载应通过拉杆传力装置作用在 节点上，其总承载力应大于最大加载力的二倍。6. 作用在结构模型试件上的水平集中荷载应通过分配梁拉杆装置均 布在楼层板或梁上，拉杆装置总承载力应大于最大加载力的二倍，各 拉杆拉力的不均匀差不应大于5%，拉杆若

19、需穿过结构模型试件结构开 间或墙板时其孔洞位置和孔径不宜影响试体受力状态。7. 分配梁应为简支铰接结构。集中荷载的分配级数不应大于三级。与 试件接触的卧式拉杆梁应具有刚度。8. 柔性或不稳定结构试件的拟动力试验应有抗失稳措施。六、试验实施和控制方法1. 试验前应根据结构的拟建场地类型选择具有代表性的地震加速度 时程曲线，并形成计算机的输入数据文件。2. 拟动力试验宜根据试验试件的不同工作状态的要求，可将地震加速 度数据文件中的各加速度值按振动规律扩大或缩小。3. 试验前宜对模型先进行小变形静力加载试验，并确定试件的初始侧 向刚度。4. 拟动力试验初始计算参数应包括各质点的质量和高度、初始刚度、

20、 自振周期、阻尼比等。5. 试验的加载控制量应取试件各质点在地震作用下的反应位移。当试 件刚度很大时可采用荷载控制下逼近位移的间接加载控制方法，但最 终控制量仍应是试件质点位移量。6. 量测试件各质点处的变形和结构恢复力宜采取多次反复采集的算 术平均值。7. 在拟动力试验中应对仪表布置、支架刚性、荷载最大输出、量限位等采取消除试验系统误差的措施。七、试验数据处理1. 对采用不同的地震加速度记录和最大地震加速度进行的每次试验，均应对试验数据进行图形处理，各图形应考虑计入结构模型进入弹塑 性阶段后各次试验依次产生的残余变形影响，主要图形数据应包括下 列内容：1）基底总剪力顶端水平位移曲线图；层间剪

21、力层间水平位移曲线图；试件各质点的水平位移时程曲线图和恢复力时程曲线图。2）最大加速度时的水平位移图、恢复力图、剪力图、弯矩图、抗震设计的时程分析曲线与试验时程曲线的对比图。2. 试件开裂时的基底总剪力、顶端位移和相应的最大地震加速度应按试件第一次出现裂缝（且该裂缝随地震加速度增大而开展）时的相应数值确定，并应记录此时的地震反应时间。3. 试件屈服、极限、破损状态的基底总剪力、顶端水平位移和最大地震加速度，宜按以下方法确定：1）应采用同一地震加速度记录按不同最大地震加速度进行的各次试 验得到的基底总剪力顶端水平位移曲线，取各曲线中最大反应循环内 并已考虑各次试验依次使结构模型产生的残余变形影响

22、后的各个反 应值绘于同一坐标图中，做出基底总剪力顶端水平位移包络线（见图 6.7.3）。2）取包络线上出现明显拐弯点处（正负方向上较小一侧）的数值为 试件屈服基底总剪力、屈服顶端水平位移和屈服状态地震加速度。3）取包络线上沿基底总剪力轴顶处（正负方向上较小一侧）的数值 为试件极限基底总剪力和极限剪力状态的地震加速度。4）取包络线上沿顶端水平位移轴过极限基底总剪力点后基底总剪力 下降约15%点处（正负方向较小一侧）的数值为试件破损基底总剪力 及相应状态地震加速度。第五章 模拟地震振动台动力试验一、试验设备1. 当试验要求高精度模拟地震波输入时，宜选用能对地震波具有迭代 功能的有数控装置的模拟地震

23、振动台。2. 模拟地震振动台应根据试件的尺寸、质量以及试验要求并结合振动 台的台面尺寸、频响特性和动力性能等参数选择使用。对于大缩比的 试件模型应选用高频小位移的振动台，对足尺或小缩比的试件模型应 选用低频大位移的振动台。二、试件安装1. 在试件安装之前应检查振动台各部分及控制系统，确认处于正常的 工作状态。2. 试件与台面之间宜铺设找平垫层。3. 试件起吊下降安装时应防止受损。4. 试件就位后应采用高强螺栓按底梁或底盘上的预留孔位置与台面 螺栓孔连接，并宜采用特制的限位压板和支撑装置固定试件。在试验 过程中应随时检查，防止螺栓松动。三、测试仪器1. 测试仪器应根据试件的动力特性、动力反应、模

24、拟地震振动台的性 能以及所需的测试参数来选择。被选用的各种测试仪器均应在试验前 进行系统标定。2. 测试仪器的使用频率范围，其下限应低于试验用地震记录最低主要 频率分量的1/10，上限应大于最高有用频率分量值。3. 测试仪器动态范围应大于60db。4. 测量讯号分辨率应小于最小有用振动幅值的1/10。5. 试验数据的记录宜采用磁带记录器或计算机数据采集系统采集和 记录。6. 量测用的传感器应具有良好的机械抗冲击性能，重量和体积要小， 且便于安装和拆卸。7. 量测用的传感器的连接导线，应采用屏蔽电缆。量测仪器的输出阻 抗和输出电平，应与记录仪器或数据采集系统匹配。四、加载方法1. 振动台试验加载

25、时，台面输入的地面运动加速度时程曲线应按下列 条件进行设计：1）设计和选择台面输入加速度时程曲线时，应考虑试验结构的周期、 拟建场地类别、地震烈度和震中距离的影响。2）加速度时程曲线可直接选用强震记录的地震数据曲线，也可按结 构拟建场地类别的反应谱特性拟合的人工地震波。选用人工合成地震 波时持续时间不宜小于20s。3）输入加速度时程曲线的加速度幅值和持续时间应按模型设计的比 例所确定的相似常数进行修正。2. 模拟地震振动台模型试件的试验，宜在加载前采用正弦频率扫描法 或白噪声激振法测定试件的动力特性：1）正弦频率扫描法是采用单向等振幅加速度的变频连续正弦波，台 面输入对试件进行正弦扫描。扫描速

26、率可采用每分钟一个倍频程，加 速度值为0.05m/s2。当振动台的噪声电平极低时，也可选用更小的加 速度幅值。2）白噪声激振法是采用单向白噪声对试件激振，白噪声的频段应能覆盖试件的自振频率，加速度值为0.508m/s2。3. 模拟地震振动台试验，宜采用多次分级加载方法，加载可按下列步 骤进行：1）依据按试件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， 量测试件的动力反应、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，尚应观测试件各部位

27、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 峰值下反复输入，使试件变为机动体系，直到试件整体破坏检验结构 的极限抗震能力。五、试验的观测和动态反应量测1. 振动台试验时应按需要量测试件的加速度、速度、位移和应变等主 要参数的动态反应。2. 对于框架、墙体等试件，加速度和位移测点宜优先布置在加速度和 变形反应最大的部位，对于混凝土试件，尚宜在试件受力和变形最大 的部位布置测点，量测钢筋和混凝土的应变和动态反应。3. 对于整体结构模型试件，宜在模型屋盖和每层楼面高度位置，布置 加速度和位移传感器，量测模型的层间位移与加速度反应。对于钢筋 混凝土模型试件或有构造柱

28、的砌体结构模型试件，应量测钢筋和混凝 土的应变反应。4. 在试件的底梁或底盘上，宜布置测试试件底部相对于台面的位移和 加速度反应的测点。5. 当采用接触式位移计量测试件变形时，安装位移计的仪表架固定于 台面或基坑外的地面上。仪表架本身必须有足够的刚度。6. 传感器与被测试件间应使用绝缘垫隔离，隔离垫谐振频率要远大于 被测试件的频率。7. 传感器的连接导线应牢固固定在被测试件上，宜从物体运动较小的 方向引出。8. 对于钢筋混凝土及砌体结构的试件，在试验逐级加载的间隙中，应 观测裂缝出现和扩展情况，量测裂缝宽度，将裂缝出现的次序和扩展 情况按输入地震波过程在试件上描绘并作出记录。9. 试验的全过程

29、宜以录像作动态记录，对于试件主要部位的开裂，失 稳屈服及破坏情况宜拍摄照片和作写实记录。六、试验数据处理。1. 试验数据采样频率应符合一般波谱信号数值处理的要求。2. 试验数据分析前对数据必须进行下列处理：1）根据传感器的标定值及应变计的灵敏系数等对试验数据进行修正2）根据试验情况和分析需要、采用滤波处理、零均值化、消除趋势 项等减小量测误差的措施。3. 根据处理后的试验数据，应提取测试数据的最大值及其相 对应的时间、时程反应曲线以及结构的自振频率、振型和阻尼比等数 据。4. 当采用白噪声确定试件自振频率和阻尼比时，宜采用自功率谱或传 递函数分析求得。试件的振型宜用互功率谱或传递函数分析确定。

30、5. 需用加速度反应值计算位移值时，可用积分法计算，但应消除趋势 项和进行滤波处理。第六章 原型结构动力试验一、试验前的准备1. 应搜集原型结构所在场地的工程地质和地震地质设计图纸、结构现 状等资料。2. 应根据试验目的制定试验方案及必要的计算。二、试验方法1.测试结构的基本振型时，可优先选用环境振动法在满足测试要求条 件下也可选用初位移等其他方法。2.测试结构平面内多个振型时宜选用稳态正弦波激振法。3. 测试结构空间振型或扭转振型时宜选用多振源相位控制同步的稳 态正弦波激振法或初速度法。4. 要评估结构的抗震性能时可选用随机激振法或人工爆破模拟地震 法。三. 试验设备和测试仪器1.当采用施加

31、初速度的方法进行试验时宜采用小火箭作激 振源，其作用力大小应根据试验对象从弹性阶段动力特性要求选定， 相应的作用时间宜为数毫秒至数十毫秒。2.当采用稳态正弦激振的方法进行试验时，宜采用旋转惯性机械起振 机，也可采用液压伺服激振器使用频率范围宜在0.530HZ,频率分辨 率应咼于0.01HZ。3. 可根据需要测试的动参数和振型阶数等具体情况，选择加速度仪、 速度仪或位移仪。必要时尚可选择相应的配套仪表。4. 应根据需要测试的最低和最咼阶频率选择测试仪器的频率范围。5. 测试仪器的最大可测范围，应根据试件结构的类别被测试体振动的 强烈程度来选定。6. 测试仪器的分辨率应根据试件结构的最小振动幅值来

32、选定，7. 传感器的横向灵敏度应小于0.05.8. 进行瞬态过程测试时，测试仪器的可使用频率范围应比稳态测试时 大一个数量级。9. 传感器应具备机械强度咼，安装调节方便，体积重量小，而便于携带，防水，防电磁干扰等性能。10记录仪器或数据采集分析系统电平输入及频率范围应与测试仪器的输出相匹配。四、试验要求1. 原型结构脉动测试应满足下列要求1 ）应避免环境及系统干扰。2）测试记录时间，在测量振型和频率时不应少于5min，在测试阻尼时不应小于30min。3）当因测试仪器数量不足而作多次测试时，每次测试中应至少保留 一个共同的参考点。2. 原型结构机械激振振动测试应满足下列要求：1）应正确选择激振器

33、的位置，合理选择激振力，防止对结构引起振 型畸变。2）当缴振器安装在楼板上时，应避免楼板的竖向自振频率和刚度的 影响，激振力应具有传递途径。3）激振试验中宜采用扫频方式寻找共振频率在共振频率。在共振频率附近进行测试时，应保证半功率带宽内有不少于5个频率的测点。3. 施加初速度自由振动试验应满足下列要求：1）火箭筒的数目应根据试验目的及试验方案决定。2）火箭筒布置的位置宜在建筑物的顶部和结构主体部分的侧面，火 箭筒的引爆宜用干电池引爆方式。3）当采用多个火箭激振时，各个火箭筒应同时引爆。4. 施加初位移的自由振动测试应符合下列要求： 1）应根据试验目的布置拉线点。2）拉线与结构的连结部分应具有能

34、够整体传力到主体受力构件 上。3）每次测试时应记录拉力数值和与结构轴线间的夹角。量取波 值时，不得取用突断衰减的最初两个波。4）拉测时不应使结构出现裂缝。五、试验数据处理1.对原型结构试验的时域数据处理应满足下列要求：1）对记录的试验数据应进行零点漂移记录波形和记录长度的检验。2）试验结构的自振频率可在记录曲线上比较规则的波形段内取有限 个周期的平均值。3）试件结构阻尼比可按自由衰减曲线求取，在稳态正弦激振时可根据实测后的共振曲线采用半功率点法求取。4）试件结构各测点的幅值，应用记录信号幅值除以测试系统的增益 并按此求得振型。2.对原型结构试验的频域数据处理应满足下列要求：1）频域数据处理采样

35、间隔应符合采样定理的要求。2）对频域中的数据应采用滤波零均值化方法进行处理。3）试件结构的自振频率可采用自谱分析或付里叶谱分析方法求取。4）试件结构的阻尼比，宜采用自相关函数分析曲线拟合法或半功率 点法确定。5）试件结构的振型，宜采用自谱分析、互谱分析或传递函数分析方 法确定。6）对于复杂试件结构的试验数据宜采用谱分析、相关分析、传递函数分析和相干分析等方法进行分析。3. 试验数据处理后，应根据需要提供试件结构的自振频率、阻尼比和振型以及动力反应最大幅值、时程曲线、频谱曲线等分析结果。结构拟静力与拟动力试验模型结构模型的设计应满足物理几何以及边界条件的相似要求并根据基本方程按结构力学建立相似关

36、系结构动力试验模型 结构动力试验模型按基本方程建立相似关系时尚应满 足质点动力平衡方程式相似和运动的初始条件相似 结构动力试验模型试件设计可采用方程式分析法或量纲 分析法求得模型试件与原型结构之间的相似关系 结构抗震动力试验模型设计应按附表相似系数计 算相似关系并应符合下列规定 当模型与原型结构在具有同样重力加速度效应的情 况下进行试验时应按附表中弹塑性模型相似系数计算相 似关系在实际试验时可采用人工模拟质量的强度模型 采用人工质量模拟的强度模型时应按附表中 人工质量模拟的弹塑性模型的相似系数计算相似关系 对于可忽略重力加速度的影响的强度模型和只涉及 弹性范围工作的弹性模型应按附表中忽略重力效

37、应的弹 性模型的相似系数计算相似关系动力模型的相似系数附表A.Z3模型类型 相似常数、弹塑性模型用人工质量模拟弹塑性模型忽略重力效应的弹性摸型(3民度氐Sl虚L.1 .tlNj 融辰s/SL频率昂JsL丄S辰g侄5莹力加速度$1忽略加速度&11恥&皿位移昴册.氐既弹性模量昂iSteSe应力&Ee騎应变11力拆啊、质量密度SpS&4SbjsIA. 2. 3.4模型中各物理量的相彳以常数应按下式计算*GA.* 2 3* 4式中Lm模型结构的儿何尺寸jLpc原型蜻构的几何尺寸A.aXB人工模拟质量的等效质量密度的相似常数应按下列公 式计算pim=(A. 2. & M)& p Pflp冒二 Plm+A

38、taL Ata 式中 阳一人工模拟质量施加于模型上的附加材料的巔量密 度*加模型M料的质量密度帕原型结构的村料质量密度.參(A. 2* 3+ 5-2：附录拟动力试验数值计算方法 拟动力试验数值计算应按下列步骤进行 根据结构试件的特性及其试验数据确定计算初始参 数 将初始参数代入动力方程得到结构第一步地震反应 位移 由试验系统控制伺服作动器使结构产生计算所得的地 震反应位移同时测量各质点的恢复力 根据实测的恢复力修正计算参数应将这些参数代入 动力方程得到下一步地震反应位移相应地由试验系统控制伺服 作动器再将该位移施加到结构上按此步骤逐步迭代循环直至拟 动力试验过程全部结束 试验所用地震加速度时程

39、曲线的持时长度应使实际结 构产生的振动周期不小于基本自振周期的倍 试验数值计算所取时间步长可取为实际 结构的振型影响不可忽略的各周期中最短周期 在试验时地震加速度曲线的持时及时间步长应按相似关 系变换 采用等效单质点拟动力试验时结构的动力反应按下式 计算mX+e X-p = mzv=l(B-1. M(B,l, 3-2)(B1 3-3)XXM(B.1./4)式中m等效质帚*ft质点数丨胚多质点体系中，第S个质点的质量肌一第一振型曲线中第i个质点位移与最大位移的比C试件阻尼比FP等敷恢复力,Pi疋丨质点的恢复力$i地離加速度i 等效速度和等效加速度,B. L4试验开始阶段恢复力可不按实测取值孑輕采

40、用结构的 弹性刚度并按下式计算P = (K)X(B.当结构反应逐渐增大*实测恢复力足變淪后，应及时使用实 测值.在使用实测值时宜采用中心差雉进行动力方程计算由 直接帯测的恢复力鬥计算等效恢复农瓦采用多质点体系的拟动时,结构动力反应按下式5.1,5计圳式中B，1. 6M a+LcJx+(B. 1,5) 为质量矩阵、阻尼矩阵事别为位移向量、速度向量和加速度 向動物地面运动加速度向此质量可各楼层标高处，并按下式组成质量矩阵阳MaM=(B. L 6)M.(B-1. 7-1)(E 1. 7-2)CB. 1.7-3)B.1.7阻尼矩阵可按下式计算*C=TMAf+TKM_2（入入亦3乌 他+3）他）洙+a）d）式中人希一第f、j振型的阻尼比；如第iyj振型的圆频率$LkJ结构的刚度矩阵。