結(jié)構(gòu)地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)受臺(tái)面尺寸和承載力限制，只能進(jìn)行相似比很小的模型試驗(yàn)。由于尺寸效應(yīng)，試驗(yàn)的精度難以滿足要求。采用“結(jié)構(gòu)地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法”可以有效的解決地震模擬振動(dòng)臺(tái)承載力對(duì)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(xué)特性簡(jiǎn)單的部分作為數(shù)值子結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)內(nèi)計(jì)算；取力學(xué)特性復(fù)雜的部分作為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)，在地震模擬振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)；由作動(dòng)器模擬數(shù)值子結(jié)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的作用，以滿足試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)界面邊界條

2、件。這樣可以進(jìn)行大比例尺試驗(yàn)，擴(kuò)大地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的適用范圍。地震模擬振動(dòng)臺(tái)模擬真實(shí)的地震作用，對(duì)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(shì)。
　　本文研究了地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)軟硬件系統(tǒng)建立、數(shù)值積分方法以及時(shí)滯補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容，并完成了以一層框架為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)。具體內(nèi)容如下：
　　1、提出了位移控制加載的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法，研究了其試驗(yàn)原理與試驗(yàn)過程，

3、提出了兩種試驗(yàn)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(dòng)器的特性，有利于提高試驗(yàn)的穩(wěn)定性和精度。試驗(yàn)研究證明位移控制的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法可行。
　　2、提出了基于MTS系統(tǒng)的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法，通過MTS“試驗(yàn)站”實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的控制和數(shù)值積分計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明，所建立的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠根據(jù)試驗(yàn)者的設(shè)置完成復(fù)雜的試驗(yàn)。
　　3、對(duì)算子分解法（OS法）進(jìn)行了針對(duì)慣性力的修正，

4、研究了適用于地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)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(shí)的算法穩(wěn)定性，結(jié)果表明試件的阻尼比和質(zhì)量比對(duì)算法穩(wěn)定性影響較大。
　　4、完成了基于MTS的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的、考慮試件含有質(zhì)量（慣性力）和不含質(zhì)量的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了質(zhì)量對(duì)實(shí)時(shí)加載試驗(yàn)穩(wěn)定性與精度的影響。
　　5、在國(guó)內(nèi)率先完成了一層框架結(jié)構(gòu)的地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)。驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)地震模擬振動(dòng)臺(tái)混合試驗(yàn)方法的可行性