結(jié)構(gòu)地震模擬振動臺混合試驗方法研究.pdf

1、在大型現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的抗震研究中，地震模擬振動臺試驗受臺面尺寸和承載力限制，只能進行相似比很小的模型試驗。由于尺寸效應(yīng)，試驗的精度難以滿足要求。采用“結(jié)構(gòu)地震模擬振動臺混合試驗方法”可以有效的解決地震模擬振動臺承載力對試件規(guī)模的限制。該方法將整體結(jié)構(gòu)劃分為兩部分：取力學特性簡單的部分作為數(shù)值子結(jié)構(gòu)在計算機內(nèi)計算；取力學特性復(fù)雜的部分作為試驗子結(jié)構(gòu)，在地震模擬振動臺上進行試驗；由作動器模擬數(shù)值子結(jié)構(gòu)對試驗子結(jié)構(gòu)的作用，以滿足試驗子結(jié)構(gòu)界面邊界條

2、件。這樣可以進行大比例尺試驗，擴大地震模擬振動臺試驗的適用范圍。地震模擬振動臺模擬真實的地震作用，對于研究具有多自由度或者分布質(zhì)量的試件具有明顯優(yōu)勢。
　　本文研究了地震模擬振動臺混合試驗方法的試驗原理、試驗軟硬件系統(tǒng)建立、數(shù)值積分方法以及時滯補償?shù)葍?nèi)容，并完成了以一層框架為試驗子結(jié)構(gòu)的實時子結(jié)構(gòu)試驗和地震模擬振動臺混合試驗。具體內(nèi)容如下：
　　1、提出了位移控制加載的地震模擬振動臺混合試驗方法，研究了其試驗原理與試驗過程，

3、提出了兩種試驗子結(jié)構(gòu)豎向邊界條件的模擬方法。位移控制加載方法能更好地發(fā)揮作動器的特性，有利于提高試驗的穩(wěn)定性和精度。試驗研究證明位移控制的地震模擬振動臺混合試驗方法可行。
　　2、提出了基于MTS系統(tǒng)的地震模擬振動臺混合試驗方法，通過MTS“試驗站”實現(xiàn)對試驗設(shè)備的控制和數(shù)值積分計算。試驗結(jié)果表明，所建立的地震模擬振動臺混合試驗系統(tǒng)，能夠根據(jù)試驗者的設(shè)置完成復(fù)雜的試驗。
　　3、對算子分解法（OS法）進行了針對慣性力的修正，

4、研究了適用于地震模擬振動臺混合試驗的顯式數(shù)值積分方法。并分析了在試件為質(zhì)量-阻尼-彈簧體系時的算法穩(wěn)定性，結(jié)果表明試件的阻尼比和質(zhì)量比對算法穩(wěn)定性影響較大。
　　4、完成了基于MTS的地震模擬振動臺混合試驗系統(tǒng)的、考慮試件含有質(zhì)量（慣性力）和不含質(zhì)量的實時子結(jié)構(gòu)試驗，通過試驗驗證了質(zhì)量對實時加載試驗穩(wěn)定性與精度的影響。
　　5、在國內(nèi)率先完成了一層框架結(jié)構(gòu)的地震模擬振動臺混合試驗。驗證了結(jié)構(gòu)地震模擬振動臺混合試驗方法的可行性