钢框架抗震减振振动台实验TLD装置位移传感器i钢框架抗震减振振动台实验一、实验目的1. 了解模拟地震振动台的工作原理及动力加载方法;2. 熟悉结构动力测试常用仪器、设备的使用方法；3. 掌握结构动力特性的测试方法；4. 掌握结构动力反应的测试方法；5. 通过减振实验了解阻尼器的耗能原理。二、实验装置及设备：1. 四层钢框架模型；2. 调谐液体阻尼器（TLD）装置；3. VD液体油阻尼器4个：MRD4. TMD： 1 个5. 1.5X1.5M单向地震模拟振动台;6. 振动测试系统DH-5938；7. 动应变测试系统DH-5937；8. 电液伺服控制加载系统；9. 压电式加速度传感器；10. 位移传感器；11. 电阻应变计。12. 质量块O匕四层钢框架模型：a）梁、柱均采用30x20x2方管，活动支撑选用L25x25x2角钢，梁柱节点处焊接80x80x5的支撑连接板。钢框架底层柱角通过螺栓与振动台固 定连接。b）各层楼板采用预制混凝土板（见图2-2），板的四角均设预埋件，便于固定连接，板重量误差10N。2l-18曲恿， C A . r E .七 i r |心T T 彳二f冠 、11QO+1O11。土知图1钢框架实验装置三、实验方案及测试系统1. 加载控制系统采用1.5X1.5M单向地震模拟振动台2. 测点布置1）每层钢框架楼板上固定安装一个压电式加速度传感器2）顶层及底层各安装一个位移传感器3）四柱脚及底层斜撑中部贴上电阻应变计3. 试件本套实验的试件钢框架，可通过装卸支撑，组成多种结构型式，开展多项实 验项目。以下为三种最常见形式：模式一：不加支撑；模式二：加单根支撑；模 式三：加双根支撑（图3）。模式一模式二模式三图2实验模型的结构型式4、测试系统压电式加速工度传感器汗DH5938 振动测试系统EDH5937动 应变测试系统应变计位移计电液伺服控制系统地震模拟振动台图3测试系统图四、实验内容1、钢框架结构动力特性测定本实验采用两种方法测定钢框架不同结构形式（模式一、模式二、模式三） 的动力特性。1）自由振动法：对钢框架模型施加一个初始位移，突然卸载；或对钢框架 模型施加一个冲击荷载（用榔头敲击钢框架顶层），利用结构的弹性使其自由振动起来。通过采集记录的自由振动曲线，进行频谱分析后，可 以求出结构的基本频率和阻尼比E。2）脉动法：通过采集钢框架模型由于外界环境脉动而产生的微幅振动波形， 经频谱分析，可得出其动力特性。表1三结构模式固有频率、阻尼系数对比表（单位：Hz）模式 方法、模式一模式二模式三1阶2阶3阶g1阶2阶3阶g1阶2阶3阶g自由振动脉动法2、钢框架模型结构动力反应的测定测定钢框架结构模式一在不同动荷载作用下顶层位移、各层楼面加速度、柱 角动应变等，并将结果进行对比。表2不同动荷载下结构动力反应输入信号 正弦波位移加速度动应变W1(mm)W2 (mm)A1(m/s2)A2(m/s2)A3(m/s2)A4(m/s2)A5(m/s2)雀）弟）频率幅值hzmm频率幅值hzmm频率幅值hzmmW1一顶层位移：W2一振动台实际位移：A1-顶层加速度；A5-第一层加速度：B一柱脚动应变:3、TLD减振实验在框架顶层安装调谐液体阻尼器，通过调节水箱内不同水深，测试钢框架结 构（模式一）的动力反应，并将其耗能减振效果进行比较。1）正弦波激励作用下，装与没装TLD结构的对比实验；2）通过调整水箱内不同水深，耗能减振效果的对比实验。表2不同动荷载下结构动力反应输入信号 正弦波水深位移加速度动应变(mm)W1(mm)W2 (mm)A1(m/s2)A4(m/s2)A5(m/s2)G；）任）频率hz幅值mm0频率hz幅值mm0频率hz幅值mm0W1一顶层位移：W2一振动台实际位移：A1-顶层加速度；A5-第一层加速度：B一柱脚动应变:4、实验分析与理论比较：f,移反应；加速度；应变;TLD效果：激励、水深。VD效果：油阻尼器。TMD效果：