結構動力特性試驗的載入方法有哪些

❶ 測定結構的動力特性的方法有哪幾種

結構動力特性是指結構自振周期，振型，阻尼比三個主要方面。所謂振型是指結構振動的基本形式，一般結構有幾層就有幾個振型，也就對應著幾個周期。通常以第一振型為主，其他幾個高振型很快衰減。常用的基底剪力法就是以第一振型來計算的。阻尼比是指結構振動阻尼系數與臨界阻尼系數的比值，也是結構本身所固有的。

❷ 什麼是橋梁動、靜載試驗怎麼做

一、橋梁動、靜載試驗：

1、橋梁動載試驗：試驗荷載以不同速度通過試驗橋梁進行動應變、動位移、豎向與橫向振動的測定，以了解結構的動力系數、振動特徵（振幅、頻率、模態振型、阻尼比）等，據以判斷結構在動載作用下的工作狀態。

2、橋梁靜載試驗：試驗荷載停於預定載入位置對結構進行靜應變、靜位移等測定，以了解結構截面的應力分布、桁梁桿件的實際內力、混凝土梁的中性軸位置、梁跨中點的撓度、活動支座的水平位移等，據以判斷結構在靜載作用下的工作狀態。

二、橋梁動、靜載試驗流程如下：

1、橋梁動載試驗流程：

（1）行車試驗：一列滿載的兩動兩拖的動車組以一定速度勻速通過被測橋梁，測試梁體主要部位的動應力、動位移、動轉角、振動以及橋梁墩台的橫向振動位移、豎向振動位移。行車速度分別為：5 km/h、10km/h、20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h。

（2）制動試驗：兩列兩動兩拖的動車組首尾聯掛，以一定速度(取30km/h或40km/h)勻速通過被測橋梁，當行至樑上適當位置時突然剎車，測試梁體跨中截面豎向、橫向振動位移、扭轉振動，橋梁固定支座所在橋墩(制動墩)的縱向(和橫向)振動位移和活動支座的縱向振動位移。

在實際的制動試驗中，除了進行40 km/h六級制動外，還嘗試了70 km/h七級制動，由於正處在調試階段，不具備緊急制動的條件，所以沒有進行緊急制動試驗。

（3）自振特性試驗（脈動試驗）：利用大地脈動，測試橋梁的自由振動特性，包括自振頻率、振型、阻尼等參數。

2、橋梁靜載試驗流程：

（1）結構的豎向撓度、側向撓度和扭轉變形。每個跨度內至少有三個測點，並取得最大的撓度及變形值，同時觀測支座下沉值。

（2）記錄控制截面的應力分布，並取得最大值和偏載特性。沿截面高度不少於5個測點，包括上、下緣和截面突變處。有些結構需測試支點及其附近、橫隔板附近的剪應力和主拉應力，此時需將應變計布成應變花。

（3）支座的伸縮、轉角、沉降、墩頂位移及轉角。

（4）仔細觀察是否已出現裂縫及出現初始裂縫時所加的荷載，標明裂縫出現的位置、方向、長度、寬度及卸載後閉合的情況。如果結構的控制截面變形，應力或裂縫擴展，在尚未加到預計最大試驗荷載前，已提前達到或超過設計標準的允許值，應立即停止載入，同時注意觀察裂縫擴展情況，撤離儀器和人員。

（5）卸載後的殘余變形。對於特殊結構而言，如懸索橋和斜拉橋，尚需觀察索力和塔的變位並進行支座的測定。

（6）為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，荷載工況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀態，簡單結構可選1～2個工況，復雜結構可適當多選幾個工況，但不宜過多。進行各荷載工況布置時可參照截面內力（或變形）影響線進行。

(2)結構動力特性試驗的載入方法有哪些擴展閱讀：

1、橋梁動載試驗的目的：

（1）測定動荷載的動力特性，即引起結構產生振動的作用力的數值、方向、頻率和作用規律等；

（2）測定結構的動力特性，如結構的自振頻率，阻尼特性及固有振型等；

（3）N定結構在動荷載作用下的強迫振動的響應，如振幅、動應力、沖擊系數及疲勞性能等。

2、橋梁靜載試驗的目的：

靜載試驗是了解結構特性的重要手段．不僅用它來直接解決結構的靜力問題，就是在進行結構動力試驗時，一般也要先進行靜載試驗，以測定結構有關的特性參數。它的最大優點是載入設備相對來說比較簡單，荷載可以逐步施加，還可以隨時停止仔細觀察結構變形的發展，給人們以最明確和清晰的概念。

橋梁結構的靜載試驗按照不同的試驗目的和條件．又可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。本次靜載模型試驗屬於非破壞性整體試驗．目的在於檢驗智能預應力系統的可行性。

❸ 測定結構動力特性的方法有哪些

穩態正弦激振法是使用最早至今仍被廣泛應用的的方法。其特點是原理簡明，分析方便結果直觀可靠，可以直接提供高階振型參數，但必須有提供穩定諧波激振的裝置。此種方法通常在試驗室中應用於模型或體積較小的原型試驗，也可以在現場用起振機對原型設備進行測試。

❹ 結構動力特性包括哪些內容與哪些因素有關

結構動力特性是結構固有的特性，包括固有頻率、阻尼、振型。

它們只與結構的質量、剛度和材料有關。

結構動力特性的一種現代方法，模態分析以振動理論作為基礎，以模態參數作為目標函數，以辨別系統模態參數為最終目的，為結構的振動分析、設備故障診斷和和結構動力特性的優化提供了理論支持。

(4)結構動力特性試驗的載入方法有哪些擴展閱讀：

結構在動力荷載作用下響應和性能的分析。主要是由已知結構和動力荷載來計算結構的響應，以確定結構的承載能力和動力特性，為改善結構性能、合理進行設計提供依據。

結構動力分析不僅要考慮動力荷載和響應隨時間而變化，而且還要考慮結構因振動而產生的慣性力和阻尼力。動力荷載作用在結構上，結構產生的振動稱為強迫振動。

結構固有動態分析在數學上稱之為特徵值和特徵向量分析，包含固有頻率與固有模態分析，是結構動力學中的主要任務之一。

結構固有特性分析是為了研究結構振動的固有規律和內在本質，為結構動力學的進一步分析打下基礎，在工程的實際應用以及在求解結構動力響應方面具有重要的意義。到目前為止，已經發展了許多求解動態特性問題的數值方法。

參考資料來源：網路-結構動態特性

參考資料來源：網路-結構動力分析

❺ 結構動力特性測試的激振方法有哪些各有什麼優缺點

摘要 1、恢復測試

❻ 什麼是結構試驗的載入制度它包括哪些內容

試驗載入制度是指結構試驗進行期間控制荷載與載入時間的關系。它包括載入速度的快慢、載入時間間歇的長短、分級荷載的大小和載入卸載循環的次數等。結構構件的承載能力和變形性質與其所受荷載作用的時間特徵有關。不同性質的試驗必須根據試驗的要求制訂不同的載入制度。

一般供試驗用的載入裝置除實物載入外，可用千斤頂、液壓試驗裝置、計算機與加振器聯機系統、模擬地震振動台、人工爆炸等，以模擬對結構或構件的實際的各種作用。在全部試驗裝置中有結構試驗台座、反力牆及各種承力裝置。

(6)結構動力特性試驗的載入方法有哪些擴展閱讀

由於工程結構試驗學科的發展，對儀器設備的容量、精度和自動化程度要求愈來愈高，60年代所風行的光線示波記錄設備，逐漸為磁帶記錄設備代替，從而使數據人工處理較容易地為電子計算機所代替；

也由於測試技術的發展，為深入了解結構和構件的實際性能，有效利用材料潛力等提供了條件。在試驗方法上，系統識別試驗程序的出現，用試驗決定系統方程的參數，使數學分析與結構試驗緊密的結合起來，特別對於大型復雜結構，由於試驗設備負荷的困難和計算機容量的限制；

而把整體結構分解為若乾子結構，通過試驗決定子結構的數學模型或參數，從而取代整體系統的大型復雜試驗，節省了人力物力。在試驗類型上動力和靜力模型試驗研究是一個重要課題，它包括模型材料、模型設計、製作工藝和相似關系等。

❼ 動態測量儀器的使用和結構動力特性的測驗

對，反映結構動力特性的重要物理參數是振動質點的自振頻率。
結構動力特性
建築結構動力特性是反映結構本身所固有的動力性能。它的主要內容包括結構的自振頻率、阻尼系數和振型等一些基本參數，也稱動力特性參數或振動模態參數。這些特性是由結構形式、質量分布、結構剛度、材料性質，構造連接等因素決定，但與外荷載無關。建築結構動力特性試驗量測結構動力特性參數是結構動力試驗的基本內容，在研究建築結構或其他工程結構的抗震、抗風或抗禦其它動荷載的性能和能力時，都必須要進行結構動力特性試驗，了解結構的自振特性。1．在結構抗震設計中，為了確定地震作用的大小，必須了解各類結構的自振周期。同樣，對於已建建築的震後加固修復，也需了解結構的動力特性，建立結構的動力計算模型，才能進行地震反應分析。2測量結構動力特性，了解結構的自振頻率，可以避免和防止動荷載作用所產生的干擾與結構產生共振或拍振現象。在設計中可以便結構避開干擾源的影響，同樣也可以設法防止結構自身動力特性對於儀器設備的工作產生干擾的影響，可以幫助尋找採取相應的措施進行防震，隔震或消震。3．結構動力特性試驗可以為檢測、診斷結構的損傷積累提供可靠的資料和數據。由於結構受動力作用，特別是地震作用後，結構受損開裂使結構剛度發生變化，剛度的減弱使結構自振周期變長，阻尼變大。由此，可以從結構自身固有特性的變化來識別結構物的損傷程度，為結構的可靠度診斷和剩餘壽命的估計提供依據。建築結構的動力特性可按結構動力學的理論進行計算。但由於實際結構的組成，材料和連接等因素，經簡化計算得出的理論數據往往會有一定誤差。對於結構阻尼系數一般只能通過試驗來加以確定。因此，建築結構動力特性試驗就成為動力試驗中的一個極為重要的組成部分，而引起人們的關注和重視。結構動力特性試驗是以研究結構自振特性為主，由於它可以在小振幅試驗下求得，不會使結構出現過大的振動和損壞，因此經常可以在現場進行結構的實物試驗，正如本章所介紹的試驗實例。當然隨著對結構動力反應研究的需要，目前較多的結構動力試驗，特別是研究地震，風震反應的抗震動力試驗，也可以通過試驗室內的模型試驗來測量它的動力特性。結構動力特性試驗的方法主要有人工激振法和環境隨機振動法。人工激報法又可分為自由振動法和強迫振動法。人工激振法是一種早期使用的方法，試驗得到的資料數據直觀簡單，容易處理；環境隨機振動法是一種建立在計算機技術發展基礎上採用數理統計處理數據的新方法，由於它是利用環境脈動的隨機激振，不需要激振設備，對於現場測試特別有利。以上任何一種方法都能測得結構的各種自振特性參數，由於計算機技術的發展和數據分析專用儀器的普及使用，為各種方法所測得的資料數據提供了快速有效的處理分析條件。

❽ 混凝土構件檢測的載入方式有哪些,各有什麼特點

一、結構混凝土無損檢測條件:同條件試件或標准試件數量不足。

數量不足；試件質量缺乏代表性；試件抗壓試驗不符合標准要求；

對試件抗壓強度試驗結果有疑問；混凝土由於材料和施工不良而產生。

二、結構混凝土的檢測方法和特點:

(1)超聲波法:檢測過程不損害材料和結構的使用性能；直接。

對結構物進行檢測試驗，確定其實際強度和缺陷性質；重復檢驗方。

(2)回彈方法:簡單方便，但離散性大。

(3)超聲波回彈綜合法:可以減少各種因素對結果的影響。

兩者各有不足，測試精度較高。

(4)鑽芯法:檢測結果直觀准確，可檢測強度和厚度，但可操作。

拔出法：檢測結果直觀、准確，但操作復雜，對混凝土造成輕微破壞，結果離散度大。

(6)瞬態激振(敲擊)時域頻域分析(小應變):適用。

基特點是操作簡單，檢測速度快，結果比較精確。

地質雷達法：主要用於對大面積混凝土進行質量檢測，如對隧道襯砌混凝土進行檢測，其特點是檢測速度快，檢測厚度准確。

❾ 在模擬地震振動台試驗中，一般採用多次性載入方案，該方案有何不足

模擬地震振動台可以很好地再現地震過程和進行人工地震波的試驗，它是在試驗室中研究結構地震反應和破壞機理的最直接方法，這種設備還可用於研究結構動力特性、設備抗震性能以及檢驗結構抗震措施等內容。另外它在原子能反應堆、海洋結構工程、水工結構、橋梁工程等方面也都發揮了重要的作用，而且其應用的領域仍在不斷地擴大。模擬地震振動台試驗方法是目前抗震研究中的重要手段之一。
20世紀70年代以來，為進行結構的地震模擬試驗，國內外先後建立起了一些大型的模擬地震振動台。模擬地震振動台與先進的測試儀器及數據採集分析系統配合，使結構動力試驗的水平得到了很大的發展與提高，並極大地促進了結構抗震研究的發展。
二、常用振動台及特點
振動台可產生交變的位移，其頻率與振幅均可在一定范圍內調節。振動台是傳遞運動的激振設備。振動台一般包括振動台台體、監控系統和輔助設備等。常見的振動台分為三類，每類特點如下：
1、 機械式振動台。所使用的頻率范圍為1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，價格比較便宜，振動波形為正弦，操作程序簡單。
2、 電磁式振動台。使用的頻率范圍較寬，從直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推
力200kN，幾乎能對全部功能進行高精度控制，振動波形為正弦、三角、矩形、隨機，只有極低的失真和雜訊，尺寸相對較大。
3、 電液式振動台。使用的頻率范圍為直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力
6000kN，振動波形為正弦、三角、矩形、隨機，可做大沖程試驗，與輸出力（功率）相比，尺寸相對較小。
4、 電動式振動台。是目前使用最廣泛的一種振動設備。它的頻率范圍寬，小型振動台頻率
范圍為0~10kHz，大型振動台頻率范圍為0~2kHz，動態范圍寬，易於實現自動或手動控制；加速度波形良好，適合產生隨機波；可得到很大的加速度。原理：是根據電磁感應原理設置的，當通電導體處的恆定磁場中將受到力的作用，半導體中通以交變電流時將產生振動。振動台的驅動線圈正式處在一個高磁感應強度的空隙中，當需要的振動信號從信號發生器或振動控制儀產生並經功率放大器放大後通到驅動線圈上，這時振動台就會產生需要的振動波形。組成部分：基本上由驅動線圈及運動部件、運動部件懸掛及導向裝置、勵磁及消磁單元、台體及支承裝置。
三、組成及工作原理
1.振動台台體結構
振動台檯面是有一定尺寸的平板結構，其尺寸的規模由結構模型的最大尺寸來決定。台地震模擬振動台的組成和工作原理 體自重和台身結構是與承載試件的重量及使用頻率范圍有關。一般振動台都採用鋼結構，控制方便、經濟而又能滿足頻率范圍要求，模型重量和台身重量之比以不大於2為宜。振動台必須安裝在質量很大的基礎上，基礎的重量一般為可動部分重量或激振力的10~20倍以上，這樣可以改善系統的高頻特性，並可以減小對周圍建築和其他設備的影響。
2.液壓驅動和動力系統
液壓驅動系統給振動台以巨大的推力，按照振動台是單向(水平或垂直)、雙向〔水平一水平或水平一垂直)或三向(二向水平一垂直)運動，並在滿足產生運動各項參數的要求下，各向載入器的推力取決於可動質量的大小和最大加速度的要求;自前世界上已經建成的大中型的地震模擬振動台，基本是採用電液伺服系統來驅動。它在低頻時能產生大推力，故被廣泛應用。
3.控制系統
在目前運行的地震模擬振動台中有兩種控制方法:一種是純屬於模擬控制;另一種是用數字計算機控制。模擬控制方法有位移反饋控制和加速度信號輸入控制兩種。在單純的位移反饋控制中，由於系統的阻尼小，很容易產生不穩定現象，為此在系統中加入加速度反饋，增大系統阻尼從而保證系統穩定。與此同時，還可以加入速度反饋，以提高系統的反應性能，由此可以減小加速度波形的畸變。為了能使直接得到的強地震加速度記錄推動振動台，在輸入端可以通過二次積分，同時輸入位移、速度和加速度三種信號進行控制。
為了提高振動台控制精度，採用計算機進行數字迭代的補償技術，實現檯面地震波的再現。試驗時，由振動台檯面輸出的波形是期望再現的某個地震記錄或是模擬設計的人工地震波。由於包括檯面、試件在內的系統的非線性影響，在計算機給檯面的輸入信號激勵下所得到的反應與輸出的期望之間必然存在誤差。這時，可由計算機將檯面輸出信號與系統本身的傳遞函數(頻率響應)求得下一次驅動檯面所需的補償量和修正後的輸入信號。經過多次迭代，直至檯面輸出反應信號與原始輸人信號之間的誤姜小與預先給定的量值，完成佚代補償並得到滿意的期望地震波形。
4.測試和分析系統
測試系統除了對台身運動進行控制而測量其位移、加速度等外，還可對被測試模型進行多點測量，一般是測量位移、加速度和應變等，根據需要來了解整個模型的反應。位移測量多數採用差動變壓器式和電位計式的位移計，可測量模型相對於檯面的位移或相對於基礎的位移;加速度測量多採用應變式加速度計、壓電式加速度計，近年來也有採用差容式或伺服式加速度計。
電液式激振器的優點是重量輕、體積小，但卻能產生很大的激振力，這種電液式激振器又稱為動力千斤頂、電液伺服千斤頂、加振器、作動器等。電液式振動台推力可達幾十kN~幾百kN，主要用於大型結構物的振動試驗，諸如汽車的行駛模擬試驗、工程結構的抗震試驗、飛行器的動力試驗以及電工、電子產品的整機環境試驗、篩選試驗等。 四、載入設計
1、地震模擬振動台試驗的載入設計
地震模擬振動台試驗的載入設計是非常重要的，荷載選取過大，試件可能很快進人塑性階段甚至破壞倒塌，難以完整地量測和觀察到結構的彈性和彈塑性反應的全過程，甚至可能發生安全事故。荷載選取太小，不能達到預期日的。產生不必要的重復。影響試驗進展，而且多次載入能對試件產生損傷積累。因此，為獲得系統的試驗資料，必須周密地考慮試驗載入程序的設計。
進行結構抗震動力試驗，振動台檯面的輸人一般選用地面運動的加速度。常用的地震波譜有天然地霞記錄和擬合反應譜的人工地震波。
振動台是一個非線性系統，直接用地震波信號通過D/A轉換和模擬控制系統放大後驅動振動台，在檯面上無法得到所要求的地震波。在實際試驗時，地展模擬振動台的計算機系
統將根據振動台的頻譜特性。對輸入的地震波進行分析、計算，經處理後再進行D/轉換和模擬放大，使振動台能夠再現的地震波。
2、在選擇和設計檯面的輸人運動時，需要考慮下列有關因素：
(1)試驗結構的周期
如果模擬長周期結構並研究它的破壞機理，就要選擇長周期分量佔主導地位的地震記錄或人工地震波，以便使結構能產生多次瞬時共振而得到清晰的變化和破壞形式
(2)結構所在的場地條件
如果要評價建立在某一場地土上的結構的抗震能力，就應選擇與這類場地土相適應的地震記錄，即要求選擇地震記錄的頻譜特性盡可能與場地的頻譜特性相一致，並需要考慮地震烈度和震中距離的影響。在進行實際工程地震模擬振動台試驗時，這個條件尤其重要。
(3)考慮振動台檯面的輸出能力
主要考慮振動台檯面的輸出的頻率范圍、最大位移、速度和加速度、檯面承載能力等性能，在試驗前應認真核查振動台檯面特性曲線是否滿足試驗要求。
3、地震模擬振動台試驗的載入過程和試驗方法
地震模擬振動台試驗的載入過程包括:結構動力特性試驗、地震動力反應試驗和量測結構不同工作階段(開裂、屈服、破壞階段)自振特性變化等試駿內容。
結構動力特性試驗，是在結構模型安裝在振動台以前，採用自由振動法或脈動法進行試驗量測。試驗時應將模型基礎底板或底梁固定。模型安裝在振動台上以後則可採用小振幅的白雜訊輸人振動台檯面，進行激振試驗，量側檯面和結構的加速度反應。通過傳遞函數、功率譜等頻譜分析，求得結構模型的自振頻率、阻尼比和振型等參數。也可採用正弦波輸人連續掃頻，通過共振法測得模型的動力特性。當採用正弦波掃頻試驗時，應特別注意由於共振作用對結構模型強度所造成的影響，避免結構開裂或破壞。
根據試臉目的的不同，在選擇和設計振動台檯面輸人加速度時程曲線後，試驗的加截過程可以是一次性載入或多次載入的不同方案。