子结构地震模拟振动台试验方法研究

为了有效地解决地震模拟振动台受制于试验结构在尺寸和质量方面的局限性、降低试验费用、扩展地震模拟振动台的使用功能、提高抗震试验的真实性以及准确性,阐述了三种子结构地震模拟振动台试验方法,即：带作动器的子结构试验方法、带有可控制质量系统的子结构试验方法和带有橡胶-阻尼系统的子结构试验方法.并列举了国内外已完成的部分试验,这些试验验证了所提出的子结构地震模拟振动台试验方法的有效性和适用性,促进了子结构地震模拟振动台试验方法的发展.     

地震模拟振动台台阵试验技术研究及应用

地震模拟振动台台阵系统是目前国际上地震模拟振动台发展的主要方向,近年来,国内高校陆续引进地震模拟振动台多台阵系统,为工程结构抗震试验研究和抗震理论研究提供了必要的试验手段。本文简要概括了地震模拟振动台台阵的发展和现状,台阵试验技术在房屋建筑、大跨度桥梁、能源管线工程、机电设备等领域的应用,以及模型相似及台阵试验技术方面的研究与应用等,期望能够对地震模拟振动台台阵试验技术的发展有一定的参考价值。     

双台阵地震模拟振动台基础的动力分析研究

以往动力基础设计时,通常采用集总参数法对其进行动力分析,很少采用有限元方法。以西南交通大学在建的三向六自由度双台阵大型地震模拟台为例,引入ANSYS有限元法,与我国《动力机器基础设计规范》(GB 50040—96)方法进行对比分析,验证了采用有限元方法进行动力基础分析的有效性;同时对双台阵地震模拟振动台基础进行动力分析,发现振动台在不同荷载工况下振动对基础的影响基本保持不变;可为地震模拟振动台基础设计提供一些参考和借鉴。     

大型地震模拟振动台基础设计综述

介绍了国内外大型地震模拟振动台及其基础设计的发展现状,对大型振动台基础设计的计算分析方法、控制标准进行了对比研究,给出了大型振动台基础工程的选型及设计建议,提出了控制振动台基础重量与最大出力比的新概念,并对大型地震模拟振动台基础工程设计的研究方向作出展望.     

振动台系统的最小二乘辨识方法研究

地震模拟振动台的模型获取是开展振动台控制研究的必要环节,基于Simulink建立地震模拟振动台仿真模型,采用最小二乘法对该模型进行模型参数辨识研究,研究结果表明:辨识模型能够很好地再现振动台系统自身的特性,最小二乘辨识方法可以用于地震模拟振动台液压系统和控制系统的辨识。     

地震模拟振动台台阵控制技术的研究与发展

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备,其控制技术是国际范围内结构实验技术领域的重要研究方向。文章简要介绍了地震模拟振动台及多振动台台阵系统的历史发展和现状,以北京工业大学九子台台阵系统为例,对振动台台阵控制系统的功能、特点进行了总结和介绍,并重点分析和探讨了多振动台台阵系统控制技术的相关研究与发展。该研究工作对于开展振动台相关控制技术和振动台混合试验技术的研究具有一定的参考价值。     

九子台模拟地震振动台台阵系统及应用

地震模拟振动台作为结构抗震研究的重要试验设备之一,从20世纪60年代至今,经历了从线性到非线性、时不变到时变、模拟控制到数字控制、位移控制到加速度高级算法控制的发展过程。与此同时,随着经济、技术的飞速发展,以及抗震研究工作的进一步深入和广泛,地震模拟振动台台阵试验逐渐发展起来。本文介绍了目前国内外地震模拟振动台台阵试验系统的发展现状,重点介绍了九子台(1 m×1 m)积木式台阵系统的技术指标、结构原理,以及对利用该试验设备进行的重要试验,并提出了振动台台阵系统使用过程中值得关注的问题和需要改进之处。     

单向地震模拟振动台的建设

论述了地震模拟振动台基本的工作原理以及主要组成,同时对振动台系统的关键技术进行了论述,最后给出地震模拟振动台系统建设参数以及设计依据。     

分布式地震模拟振动台台阵控制器的硬件架构设计

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备。目前在振动台台阵控制器设计中,多采用单振动台的控制器或者移植于多通道液压伺服加载系统的设计架构,其性能难以满足复杂的多振动台控制算法运行的需要。文章以北京工业大学九子台地震模拟振动台台阵系统为应用对象,结合控制理论、数字芯片技术、传感器技术、计算机技术的发展现状,对多振动台控制器的硬件需求和系统功能进行了较全面的分析,提出了一种分层的分布式控制器硬件设计架构。详细阐述了该控制器的设计原理、主要软硬件组成以及对控制算法的支持。该研究工作可为地震模拟振动台台阵控制系统的研发和功能扩展提供参考,也可用于拟动力等结构实验设备控制领域。     

地震模拟振动台阵系统模型试验方法探讨

地震模拟振动台阵系统是国际上振动台试验研究和发展的方向,国内外科研单位和高校陆续引进地震模拟振动台阵系统,为拓展工程结构抗震研究空间、深化研究理论提供试验手段,特别是对于大跨度桥梁、生命线工程、大型机电设备等长线结构及大跨空间结构的抗震性能研究起到促进作用.由于可以同时提供多点地震激励作用,振动台阵系统试验的理论和方法不同于传统的单台振动台试验;通过振动台阵系统试验的模型设计与制作、地震波的选择和再现、试验步骤和震害观察与分析等几个方面对台阵试验方法进行了分析和探讨,并指明今后台阵试验方法的发展趋势.为振动台阵试验方法和试验理论的形成奠定基础,促进结构抗震试验理论和试验方法的发展.     

地震模拟振动台系统性能分析

本文在理论分析研究地震模拟振动台的基础上,以东南大学4m×6m自行组装的单向振动台为工程背景,深入阐述了这种振动台的性能调试与分析。最终通过多项试验证明了这种组装振动台是可行的,不仅节约了大量的资金并且具有较好的动态性能。     

平扭耦联隔震体系振动台试验研究

为了建立平扭耦联非规则隔震体系的隔震层设计理论和方法,本文通过振动台模拟试验来研究该体系的动力特性和反应。试验中,采用1个3层两跨钢框架,通过调整上部结构负重块位置及下部隔震垫位置,进行不同偏心工况下的平扭耦联隔震体系地震模拟振动台试验。试验结果表明:用本文模型组装方法,实现结构模型的平扭耦联,简单、适用、有效;采取基础隔震可显著降低上部结构扭转反应;调整隔震层刚心使其与上部质心位置接近可进一步降低偏心隔震结构扭转反应。     

饱和砂土地基液化特性振动台试验研究

饱和砂土地基试验是研究碎石桩复合地基抗液化性能振动台试验的先导和必要组成部分。本文采用自行研制的简易单向专用振动台和大型叠层剪切变形模型箱完成了两个饱和砂土地基模型的三次振动台试验,验证了模型箱的性能和模型地基内部的均匀性。通过量测振动过程中砂土的超静孔隙水压力,得到了饱和砂土地基液化规律以及振动加密对其抗液化能力的影响。同时,探索了饱和砂土地基液化大型振动台模型试验技术,如饱和砂土模型地基设计与制备、传感器布置、试验加载方案确定等,为今后开展此类试验提供一般的研究思路,并且为后续碎石桩复合地基振动台试验提供了必要的技术经验。     

浅谈地震模拟振动台试验

阐述了正确认识振动台模型试验的重要性,并指出了试验中的一些有待提高的做法,同时论述了振动台模型试验的发展动态。     

考虑地震动空间非一致性的地铁车站结构振动台试验数值研究

长度超过百米的地下结构受到地震动空间变异性的影响较大,为深入了解粉质粘土地基条件下地铁车站在非一致地震动激励下的动力反应规律,设计并完成了粉质粘土地基条件下非一致地震动激励下地铁车站模型的振动台试验。采用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,模拟考虑非一致波动输入的地铁车站振动台试验模型。对比了有限元试验模型与振动台试验的基频和加速度结果,以及有限元试验模型与实际地铁车站有限元模型的内力和加速度结果。通过三者的相互验证,对非一致波动输入地铁车站振动台试验的方法进行了研究。     

基于光纤光栅传感技术的测量模型土体侧向变形一维分布的方法

开发了一套基于现代光纤光栅传感技术的测试系统和方法,用于测量振动台试验中模型土体内部的侧向变形的一维分布。将分布式光栅传感器黏贴在基底梁上,并植入土体,考虑土体与植入其中的柔性梁共同运动,利用光纤布拉格光栅（FBG）采集植入梁的变形信息,运用连续体力学的方法,计算得到植入梁周围土体的侧向扩展及剪应变沿深度的一维分布。将现代光学传感技术与传统土工试验技术相结合,应用FBG传感器支持单通道多测点,微型轻质及抗电磁干扰等特点,该系统对周围土体扰动小,导线数量也极少,并且信号不受其他传感器电磁信号的干扰。通过一次小型振动台试验,展示了该方法的可操作性,并与加速度记录信号进行对比,验证了方法的适用性。     

Detail design,building and commissioning of tall building structural models for experimental shaking table tests

In the areas of seismic engineering, shaking table tests are powerful methods for assessing the seismic capacity of buildings. Since the size and capacity of existing shaking tables are limited, using scale structural models seems to be necessary. In recent years, many experimental studies have been performed using shaking table tests to determine seismic response of structural models subjected to various earthquake records. However, none of the past research works discussed practical procedure for creating the physical model. Therefore, in this study, a comprehensive procedure for design, building and commissioning of scale tall building structural models has been developed and presented for practical applications in shaking table test programmes. To validate the structural model, shaking table tests and numerical time history dynamic analyses were performed under the influence of different scaled earthquake acceleration records. Comparing the numerical predictions and experimental values of maximum lateral displacements, it became apparent that the numerical predictions and laboratory measurements are in a good agreement. As a result, the scale structural model can replicate the behaviour of real tall buildings with acceptable accuracy. It is concluded that the physical model is a valid and qualified model that can be employed for experimental shaking table tests. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

锯末混合土场地模型振动台试验研究

在北京工业大学九子振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土场地模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,其尺寸为7.7 m(长)×3.2 m(宽)×1.2 m(高),输入地震动时程采用El Centro地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向为水平横向和水平纵向。通过场地模型振动台试验,验证了设计的模型箱的较小的"边界效应"影响程度,同时考察了锯末混合土场地模型的动力特性及其变化规律。对部分试验结果,包括场地反应的地震动峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其频谱,进行了具体分析。试验结果表明:本次使用的装配式连续体刚性模型箱边界效应处理效果良好,同一水平面上不同部位土体反应的加速度仅有较小差异;随着地震动输入强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,但其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动。这些结果说明,随着地震动输入强度的增大,土体由于刚度发生变化而相对变软,土体模量逐渐降低。     

大型高性能振动台模拟地震实验室

本文对目前我国最大的三向六自由度高性能振动台模拟地震振动台试验系统进行了介绍，结合投入使用后完成的数十项振动台试验中存在的部分问题，对今后进行模拟地震试验研究提出了一些设想。     

振动台试验方法的研究进展

本文介绍了振动台试验方法的三大研究发展趋势,即大型化、台阵化和混合化。大型化中主要论述了日本E-Defense、美国加州大学圣地亚哥分校振动台等国内外具有代表性的大型台及其试验应用;台阵化中主要包括美国内华达州立大学雷诺分校系统、国内建成及在建系统。通过真实试验,评述了振动台混合试验方法的发展与应用现状,主要包括美国纽约州立大学布法罗分校和作者等在国内率先开展的振动台混合试验,为我国振动台试验方法的研究提供参考依据。