结构动力特性试验的加载方法有哪些

❶ 测定结构的动力特性的方法有哪几种

结构动力特性是指结构自振周期，振型，阻尼比三个主要方面。所谓振型是指结构振动的基本形式，一般结构有几层就有几个振型，也就对应着几个周期。通常以第一振型为主，其他几个高振型很快衰减。常用的基底剪力法就是以第一振型来计算的。阻尼比是指结构振动阻尼系数与临界阻尼系数的比值，也是结构本身所固有的。

❷ 什么是桥梁动、静载试验怎么做

一、桥梁动、静载试验：

1、桥梁动载试验：试验荷载以不同速度通过试验桥梁进行动应变、动位移、竖向与横向振动的测定，以了解结构的动力系数、振动特征（振幅、频率、模态振型、阻尼比）等，据以判断结构在动载作用下的工作状态。

2、桥梁静载试验：试验荷载停于预定加载位置对结构进行静应变、静位移等测定，以了解结构截面的应力分布、桁梁杆件的实际内力、混凝土梁的中性轴位置、梁跨中点的挠度、活动支座的水平位移等，据以判断结构在静载作用下的工作状态。

二、桥梁动、静载试验流程如下：

1、桥梁动载试验流程：

（1）行车试验：一列满载的两动两拖的动车组以一定速度匀速通过被测桥梁，测试梁体主要部位的动应力、动位移、动转角、振动以及桥梁墩台的横向振动位移、竖向振动位移。行车速度分别为：5 km/h、10km/h、20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h。

（2）制动试验：两列两动两拖的动车组首尾联挂，以一定速度(取30km/h或40km/h)匀速通过被测桥梁，当行至梁上适当位置时突然刹车，测试梁体跨中截面竖向、横向振动位移、扭转振动，桥梁固定支座所在桥墩(制动墩)的纵向(和横向)振动位移和活动支座的纵向振动位移。

在实际的制动试验中，除了进行40 km/h六级制动外，还尝试了70 km/h七级制动，由于正处在调试阶段，不具备紧急制动的条件，所以没有进行紧急制动试验。

（3）自振特性试验（脉动试验）：利用大地脉动，测试桥梁的自由振动特性，包括自振频率、振型、阻尼等参数。

2、桥梁静载试验流程：

（1）结构的竖向挠度、侧向挠度和扭转变形。每个跨度内至少有三个测点，并取得最大的挠度及变形值，同时观测支座下沉值。

（2）记录控制截面的应力分布，并取得最大值和偏载特性。沿截面高度不少于5个测点，包括上、下缘和截面突变处。有些结构需测试支点及其附近、横隔板附近的剪应力和主拉应力，此时需将应变计布成应变花。

（3）支座的伸缩、转角、沉降、墩顶位移及转角。

（4）仔细观察是否已出现裂缝及出现初始裂缝时所加的荷载，标明裂缝出现的位置、方向、长度、宽度及卸载后闭合的情况。如果结构的控制截面变形，应力或裂缝扩展，在尚未加到预计最大试验荷载前，已提前达到或超过设计标准的允许值，应立即停止加载，同时注意观察裂缝扩展情况，撤离仪器和人员。

（5）卸载后的残余变形。对于特殊结构而言，如悬索桥和斜拉桥，尚需观察索力和塔的变位并进行支座的测定。

（6）为了满足鉴定桥梁承载力的要求，荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，简单结构可选1～2个工况，复杂结构可适当多选几个工况，但不宜过多。进行各荷载工况布置时可参照截面内力（或变形）影响线进行。

(2)结构动力特性试验的加载方法有哪些扩展阅读：

1、桥梁动载试验的目的：

（1）测定动荷载的动力特性，即引起结构产生振动的作用力的数值、方向、频率和作用规律等；

（2）测定结构的动力特性，如结构的自振频率，阻尼特性及固有振型等；

（3）N定结构在动荷载作用下的强迫振动的响应，如振幅、动应力、冲击系数及疲劳性能等。

2、桥梁静载试验的目的：

静载试验是了解结构特性的重要手段．不仅用它来直接解决结构的静力问题，就是在进行结构动力试验时，一般也要先进行静载试验，以测定结构有关的特性参数。它的最大优点是加载设备相对来说比较简单，荷载可以逐步施加，还可以随时停止仔细观察结构变形的发展，给人们以最明确和清晰的概念。

桥梁结构的静载试验按照不同的试验目的和条件．又可分为破坏性试验和非破坏性试验。本次静载模型试验属于非破坏性整体试验．目的在于检验智能预应力系统的可行性。

❸ 测定结构动力特性的方法有哪些

稳态正弦激振法是使用最早至今仍被广泛应用的的方法。其特点是原理简明，分析方便结果直观可靠，可以直接提供高阶振型参数，但必须有提供稳定谐波激振的装置。此种方法通常在试验室中应用于模型或体积较小的原型试验，也可以在现场用起振机对原型设备进行测试。

❹ 结构动力特性包括哪些内容与哪些因素有关

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。

结构动力特性的一种现代方法，模态分析以振动理论作为基础，以模态参数作为目标函数，以辨别系统模态参数为最终目的，为结构的振动分析、设备故障诊断和和结构动力特性的优化提供了理论支持。

(4)结构动力特性试验的加载方法有哪些扩展阅读：

结构在动力荷载作用下响应和性能的分析。主要是由已知结构和动力荷载来计算结构的响应，以确定结构的承载能力和动力特性，为改善结构性能、合理进行设计提供依据。

结构动力分析不仅要考虑动力荷载和响应随时间而变化，而且还要考虑结构因振动而产生的惯性力和阻尼力。动力荷载作用在结构上，结构产生的振动称为强迫振动。

结构固有动态分析在数学上称之为特征值和特征向量分析，包含固有频率与固有模态分析，是结构动力学中的主要任务之一。

结构固有特性分析是为了研究结构振动的固有规律和内在本质，为结构动力学的进一步分析打下基础，在工程的实际应用以及在求解结构动力响应方面具有重要的意义。到目前为止，已经发展了许多求解动态特性问题的数值方法。

参考资料来源：网络-结构动态特性

参考资料来源：网络-结构动力分析

❺ 结构动力特性测试的激振方法有哪些各有什么优缺点

摘要 1、恢复测试

❻ 什么是结构试验的加载制度它包括哪些内容

试验加载制度是指结构试验进行期间控制荷载与加载时间的关系。它包括加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加载卸载循环的次数等。结构构件的承载能力和变形性质与其所受荷载作用的时间特征有关。不同性质的试验必须根据试验的要求制订不同的加载制度。

一般供试验用的加载装置除实物加载外，可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等，以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验装置中有结构试验台座、反力墙及各种承力装置。

(6)结构动力特性试验的加载方法有哪些扩展阅读

由于工程结构试验学科的发展，对仪器设备的容量、精度和自动化程度要求愈来愈高，60年代所风行的光线示波记录设备，逐渐为磁带记录设备代替，从而使数据人工处理较容易地为电子计算机所代替；

也由于测试技术的发展，为深入了解结构和构件的实际性能，有效利用材料潜力等提供了条件。在试验方法上，系统识别试验程序的出现，用试验决定系统方程的参数，使数学分析与结构试验紧密的结合起来，特别对于大型复杂结构，由于试验设备负荷的困难和计算机容量的限制；

而把整体结构分解为若干子结构，通过试验决定子结构的数学模型或参数，从而取代整体系统的大型复杂试验，节省了人力物力。在试验类型上动力和静力模型试验研究是一个重要课题，它包括模型材料、模型设计、制作工艺和相似关系等。

❼ 动态测量仪器的使用和结构动力特性的测验

对，反映结构动力特性的重要物理参数是振动质点的自振频率。
结构动力特性
建筑结构动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。它的主要内容包括结构的自振频率、阻尼系数和振型等一些基本参数，也称动力特性参数或振动模态参数。这些特性是由结构形式、质量分布、结构刚度、材料性质，构造连接等因素决定，但与外荷载无关。建筑结构动力特性试验量测结构动力特性参数是结构动力试验的基本内容，在研究建筑结构或其他工程结构的抗震、抗风或抗御其它动荷载的性能和能力时，都必须要进行结构动力特性试验，了解结构的自振特性。1．在结构抗震设计中，为了确定地震作用的大小，必须了解各类结构的自振周期。同样，对于已建建筑的震后加固修复，也需了解结构的动力特性，建立结构的动力计算模型，才能进行地震反应分析。2测量结构动力特性，了解结构的自振频率，可以避免和防止动荷载作用所产生的干扰与结构产生共振或拍振现象。在设计中可以便结构避开干扰源的影响，同样也可以设法防止结构自身动力特性对于仪器设备的工作产生干扰的影响，可以帮助寻找采取相应的措施进行防震，隔震或消震。3．结构动力特性试验可以为检测、诊断结构的损伤积累提供可靠的资料和数据。由于结构受动力作用，特别是地震作用后，结构受损开裂使结构刚度发生变化，刚度的减弱使结构自振周期变长，阻尼变大。由此，可以从结构自身固有特性的变化来识别结构物的损伤程度，为结构的可靠度诊断和剩余寿命的估计提供依据。建筑结构的动力特性可按结构动力学的理论进行计算。但由于实际结构的组成，材料和连接等因素，经简化计算得出的理论数据往往会有一定误差。对于结构阻尼系数一般只能通过试验来加以确定。因此，建筑结构动力特性试验就成为动力试验中的一个极为重要的组成部分，而引起人们的关注和重视。结构动力特性试验是以研究结构自振特性为主，由于它可以在小振幅试验下求得，不会使结构出现过大的振动和损坏，因此经常可以在现场进行结构的实物试验，正如本章所介绍的试验实例。当然随着对结构动力反应研究的需要，目前较多的结构动力试验，特别是研究地震，风震反应的抗震动力试验，也可以通过试验室内的模型试验来测量它的动力特性。结构动力特性试验的方法主要有人工激振法和环境随机振动法。人工激报法又可分为自由振动法和强迫振动法。人工激振法是一种早期使用的方法，试验得到的资料数据直观简单，容易处理；环境随机振动法是一种建立在计算机技术发展基础上采用数理统计处理数据的新方法，由于它是利用环境脉动的随机激振，不需要激振设备，对于现场测试特别有利。以上任何一种方法都能测得结构的各种自振特性参数，由于计算机技术的发展和数据分析专用仪器的普及使用，为各种方法所测得的资料数据提供了快速有效的处理分析条件。

❽ 混凝土构件检测的加载方式有哪些,各有什么特点

一、结构混凝土无损检测条件:同条件试件或标准试件数量不足。

数量不足；试件质量缺乏代表性；试件抗压试验不符合标准要求；

对试件抗压强度试验结果有疑问；混凝土由于材料和施工不良而产生。

二、结构混凝土的检测方法和特点:

(1)超声波法:检测过程不损害材料和结构的使用性能；直接。

对结构物进行检测试验，确定其实际强度和缺陷性质；重复检验方。

(2)回弹方法:简单方便，但离散性大。

(3)超声波回弹综合法:可以减少各种因素对结果的影响。

两者各有不足，测试精度较高。

(4)钻芯法:检测结果直观准确，可检测强度和厚度，但可操作。

拔出法：检测结果直观、准确，但操作复杂，对混凝土造成轻微破坏，结果离散度大。

(6)瞬态激振(敲击)时域频域分析(小应变):适用。

基特点是操作简单，检测速度快，结果比较精确。

地质雷达法：主要用于对大面积混凝土进行质量检测，如对隧道衬砌混凝土进行检测，其特点是检测速度快，检测厚度准确。

❾ 在模拟地震振动台试验中，一般采用多次性加载方案，该方案有何不足

模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。
20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。
二、常用振动台及特点
振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。振动台是传递运动的激振设备。振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。常见的振动台分为三类，每类特点如下：
1、 机械式振动台。所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。
2、 电磁式振动台。使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推
力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。
3、 电液式振动台。使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力
6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。
4、 电动式振动台。是目前使用最广泛的一种振动设备。它的频率范围宽，小型振动台频率
范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上，这时振动台就会产生需要的振动波形。组成部分：基本上由驱动线圈及运动部件、运动部件悬挂及导向装置、励磁及消磁单元、台体及支承装置。
三、组成及工作原理
1.振动台台体结构
振动台台面是有一定尺寸的平板结构，其尺寸的规模由结构模型的最大尺寸来决定。台地震模拟振动台的组成和工作原理 体自重和台身结构是与承载试件的重量及使用频率范围有关。一般振动台都采用钢结构，控制方便、经济而又能满足频率范围要求，模型重量和台身重量之比以不大于2为宜。振动台必须安装在质量很大的基础上，基础的重量一般为可动部分重量或激振力的10~20倍以上，这样可以改善系统的高频特性，并可以减小对周围建筑和其他设备的影响。
2.液压驱动和动力系统
液压驱动系统给振动台以巨大的推力，按照振动台是单向(水平或垂直)、双向〔水平一水平或水平一垂直)或三向(二向水平一垂直)运动，并在满足产生运动各项参数的要求下，各向加载器的推力取决于可动质量的大小和最大加速度的要求;自前世界上已经建成的大中型的地震模拟振动台，基本是采用电液伺服系统来驱动。它在低频时能产生大推力，故被广泛应用。
3.控制系统
在目前运行的地震模拟振动台中有两种控制方法:一种是纯属于模拟控制;另一种是用数字计算机控制。模拟控制方法有位移反馈控制和加速度信号输入控制两种。在单纯的位移反馈控制中，由于系统的阻尼小，很容易产生不稳定现象，为此在系统中加入加速度反馈，增大系统阻尼从而保证系统稳定。与此同时，还可以加入速度反馈，以提高系统的反应性能，由此可以减小加速度波形的畸变。为了能使直接得到的强地震加速度记录推动振动台，在输入端可以通过二次积分，同时输入位移、速度和加速度三种信号进行控制。
为了提高振动台控制精度，采用计算机进行数字迭代的补偿技术，实现台面地震波的再现。试验时，由振动台台面输出的波形是期望再现的某个地震记录或是模拟设计的人工地震波。由于包括台面、试件在内的系统的非线性影响，在计算机给台面的输入信号激励下所得到的反应与输出的期望之间必然存在误差。这时，可由计算机将台面输出信号与系统本身的传递函数(频率响应)求得下一次驱动台面所需的补偿量和修正后的输入信号。经过多次迭代，直至台面输出反应信号与原始输人信号之间的误姜小与预先给定的量值，完成佚代补偿并得到满意的期望地震波形。
4.测试和分析系统
测试系统除了对台身运动进行控制而测量其位移、加速度等外，还可对被测试模型进行多点测量，一般是测量位移、加速度和应变等，根据需要来了解整个模型的反应。位移测量多数采用差动变压器式和电位计式的位移计，可测量模型相对于台面的位移或相对于基础的位移;加速度测量多采用应变式加速度计、压电式加速度计，近年来也有采用差容式或伺服式加速度计。
电液式激振器的优点是重量轻、体积小，但却能产生很大的激振力，这种电液式激振器又称为动力千斤顶、电液伺服千斤顶、加振器、作动器等。电液式振动台推力可达几十kN~几百kN，主要用于大型结构物的振动试验，诸如汽车的行驶模拟试验、工程结构的抗震试验、飞行器的动力试验以及电工、电子产品的整机环境试验、筛选试验等。 四、加载设计
1、地震模拟振动台试验的加载设计
地震模拟振动台试验的加载设计是非常重要的，荷载选取过大，试件可能很快进人塑性阶段甚至破坏倒塌，难以完整地量测和观察到结构的弹性和弹塑性反应的全过程，甚至可能发生安全事故。荷载选取太小，不能达到预期日的。产生不必要的重复。影响试验进展，而且多次加载能对试件产生损伤积累。因此，为获得系统的试验资料，必须周密地考虑试验加载程序的设计。
进行结构抗震动力试验，振动台台面的输人一般选用地面运动的加速度。常用的地震波谱有天然地霞记录和拟合反应谱的人工地震波。
振动台是一个非线性系统，直接用地震波信号通过D/A转换和模拟控制系统放大后驱动振动台，在台面上无法得到所要求的地震波。在实际试验时，地展模拟振动台的计算机系
统将根据振动台的频谱特性。对输入的地震波进行分析、计算，经处理后再进行D/转换和模拟放大，使振动台能够再现的地震波。
2、在选择和设计台面的输人运动时，需要考虑下列有关因素：
(1)试验结构的周期
如果模拟长周期结构并研究它的破坏机理，就要选择长周期分量占主导地位的地震记录或人工地震波，以便使结构能产生多次瞬时共振而得到清晰的变化和破坏形式
(2)结构所在的场地条件
如果要评价建立在某一场地土上的结构的抗震能力，就应选择与这类场地土相适应的地震记录，即要求选择地震记录的频谱特性尽可能与场地的频谱特性相一致，并需要考虑地震烈度和震中距离的影响。在进行实际工程地震模拟振动台试验时，这个条件尤其重要。
(3)考虑振动台台面的输出能力
主要考虑振动台台面的输出的频率范围、最大位移、速度和加速度、台面承载能力等性能，在试验前应认真核查振动台台面特性曲线是否满足试验要求。
3、地震模拟振动台试验的加载过程和试验方法
地震模拟振动台试验的加载过程包括:结构动力特性试验、地震动力反应试验和量测结构不同工作阶段(开裂、屈服、破坏阶段)自振特性变化等试骏内容。
结构动力特性试验，是在结构模型安装在振动台以前，采用自由振动法或脉动法进行试验量测。试验时应将模型基础底板或底梁固定。模型安装在振动台上以后则可采用小振幅的白噪声输人振动台台面，进行激振试验，量侧台面和结构的加速度反应。通过传递函数、功率谱等频谱分析，求得结构模型的自振频率、阻尼比和振型等参数。也可采用正弦波输人连续扫频，通过共振法测得模型的动力特性。当采用正弦波扫频试验时，应特别注意由于共振作用对结构模型强度所造成的影响，避免结构开裂或破坏。
根据试脸目的的不同，在选择和设计振动台台面输人加速度时程曲线后，试验的加截过程可以是一次性加载或多次加载的不同方案。