钢框架等效单自由度子结构伪动力试验

本文主要介绍在我院力学-结构试验中心首次进行的钢框架子结构伪动力试验。试验中采用等效单自由度方法对试验部分与计算部分界面处整体倾覆弯矩进行了模拟。通过与相应的振动台试验和电算分析进行比较,说明本次伪动力试验是成功的,等效单自由度方法能较准确地模拟子结构伪动力试验的界面整体倾覆弯矩。     

子结构拟动力试验平台NetSLabOSR开发与试验应用

为推进拟动力试验方法的研究与应用,开发了子结构拟动力混合试验平台Net SLab OSR,可用于结构工程体系抗震性能的评估.Net SLab OSR试验平台包括3个模块:Control Ctr OSR,Tester和Control Eq DAQ.通过动态数据链接库开发的Active X控件方式实现各主模块与试验设备系统的连接,完成子结构拟动力试验试验数据之间的传递、转换.利用Net SLab OSR试验平台对子结构取倒V型防屈曲耗能支撑和钢管混凝土底柱的试验模型,进行子结构拟动力试验研究,试验结果验证了Net SLab OSR试验平台的可靠性和稳定性.     

子结构伪动力试验方法

本文阐述了子结构伪动力试验的基本概念;用于这种试验的数值积分方法;试验部分与计算分析部分的界面处理以及该试验方法的研究现状.     

子结构刚度对巨型框架减振结构体系的动态特性影响

建立随机风载激励下巨型框架减振结构体系的动力方程，基于随机振动复模态理论，推导位移响应谱及均方响应的计算表达式，并对一巨型钢框架减振结构体系在Davenport风速谱下的响应特性进行了计算，讨论了子结构刚度变化时结构体系的减振特性。结果袁明：子结构的刚度变化对巨型框架减振结构体系的减振效果是非常敏感的，当子结构的刚度发生变化时，可以形成3个不同的控制机理区域，在第一、二区域中能使结构的第一振型得到有效的控制，获得好的减振效果。     

缩尺模型子结构混合模拟试验方法数值模拟研究

为进一步降低试验成本、提高试验效率,结合静力相似理论,提出了缩尺模型混合模拟试验方法.该方法在满足模型与原型材料相同条件下,理论推导出试验子结构所需的位移及反力相似条件,仅对试验子结构输入输出参数进行相似处理,运动方程及计算子结构相应参数与原型完全相同,来实现混合模拟试验.采用MATLAB和Open SEES混合编程方法,实现了传统子结构混合模拟试验(包括剪切型、弯剪型、弯曲型模型)以及分布子结构混合模拟试验.相应足尺模型数值模拟结果比较,验证了本文所提方法的可行性.     

底框砌体剪力墙震损房屋抗震加固拟动力子结构试验

在完成了3层足尺底框配筋砌块短肢砌体剪力墙震损房屋损伤程度的评估、加固的基础上,通过对加固后的3层房屋进行拟动力抗震性能试验,研究了震后受损结构构件所用加固方法的适用性和加固对恢复结构抗震性能的效果,为寻求震损结构加固修复的方法提供理论依据,并为汶川地震受损底框房屋的结构修复提供参考。     

带底部薄弱层房屋的抗震试验方法

目的研究适合带底部薄弱层房屋结构的经济、有效和实用的抗震试验方法-试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的结构拟动力试验方法.方法应用PCM-Newmark法作为实现上述子结构拟动力的数值算法.结果推导出了基于PCM-Newmark法的试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的结构拟动力试验方法,给出了矩阵求解过程.结论试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的子结构拟动力试验方法由于在试验中仅需取薄弱层部分作为试验子结构,经济优势明显.实例分析表明,这种子结构拟动力试验方法稳定可靠,且可以方便地得到全结构各层的加速度、速度和位移的地震反应.     

适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法

为在试验中同时模拟隔震结构中隔震层和被隔震结构的非线性,提出一种适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法。第一阶段先将隔震支座单独进行物理试验,通过试验观测数据训练神经网络,使其可以准确拟合隔震支座动力特性;第二阶段基于训练好的神经网络建立隔震层的数值子结构模型,与被隔震结构进行实时子结构试验,完成对隔震结构的动力性能测试。数值仿真中该方法与整体模型仿真结果的峰值误差在3%以内,试验验证中该方法与整体结构振动台试验的峰值误差在6%以内。数值仿真和试验对比表明：提出的两阶段实时子结构试验具有良好的精度。该方法避免了在振动台试验中由于缩尺导致隔震支座受到欠质量的影响,充分保证其力学性能的真实性。同时有效解决了在利用实时子结构试验对各部分都为强非线性的隔震结构进行试验测试时,由于数值子结构建模不准确导致的试验误差问题。为隔震结构的抗震性能测试提供了新的试验方法。     

钢筋混凝土框—桁架结构体系的抗震性能试验研究

本文讨论了在２０层以下的高层建筑用框—桁架结构体系替代框桁架剪力墙结构体系的方案。通过对钢筋混凝土框—桁架结构体系的理论分析和抗震试验研究，表明用框—桁架结构代替框架—剪力墙结构是可行的，框—桁架结构具有良好的抗震性。     

考虑土-结构相互作用效应的结构地震响应时域子结构分析法

为了在地基阻抗力的计算中能考虑基础动力阻抗函数频率相关性和避免反复进行傅里叶变换,采用地基阻抗力的时域差分计算方法,进行了基于通用有限元软件的结构时程分析程序二次开发,增加了考虑土-结构相互作用效应的结构动力响应时程分析计算模块.对圆盘基础上的多层结构在三维地震激励下的响应进行了数值计算和分析.数值模型结果表明,该方法物理意义明确,能反映土-结构相互作用耦合体系的基础动力阻抗对激振频率的依赖性.     

钢木组合早拆模板整体抗压破坏试验

为研究新型钢木组合立柱早拆模板体系的稳定性,完成了由小径原木及钢管斜撑形成的纵向4列、横向6排新型早拆模板结构,并进行了足尺抗压破坏试验.考虑加载类型和持荷时间对结构稳定性及破坏的影响,分析了构件力和位移的变化规律,得出该试验单元破坏模式为杆件平面外失稳,且局部构件发生强度破坏.试验结果表明:该体系模板实际浇筑速度不应过快,加快模板周转时间十分有利于小径木原木应力的恢复,应加强浇筑期间的监控;节点水平约束对结构稳定起重要作用,构造措施必不可少;存在初始缺陷较严重的小径原木明显降低结构稳定性,应注意薄弱部位的安装位置.     

应用MTS控制系统的实时子结构实验

为了进行实时子结构实验,必需分析实验软硬件系统的实时特性.利用美国MTS公司的FlexTest GT控制器建立了实时子结构实验系统,并对一安装粘滞阻尼器的单层框架结构进行了实时子结构实验,实验中粘滞阻尼器为实验子结构,其余部分为数值子结构,实验与计算结果吻合很好.实验表明利用MTS-SCHENCK系统可以满足实时子结构实验对实验系统的要求,且实时子结构实验可以很好地反映速度相关型阻尼器的性能.另外,根据实验结果提出一种作动器响应简化模型,并根据这个模型分析了时滞对实验结果的影响,分析结果表明实验误差随时滞的增大而增大.     

子结构拟动力试验边界条件模拟方法

为了解决振动台子结构试验加载方式复杂的问题,以主动质量驱动器（active mass driver,AMD）装置作为振动台子结构试验的加载设备,以多参量反馈控制作为基本控制算法,以容易产生底部破坏的剪切型框架结构为试验研究对象,通过理论推导、数值仿真以及与PID位移控制进行对比来探讨这种试验方法的可行性、试验效果,以及试验设计的原则和方法.研究表明,多参量控制算法可以显著提高振动台子结构试验的控制精度.

     

两跨三层S梁-SC柱组合框架抗震性能试验研究

为研究钢(S)梁和角钢骨架混凝土(SC)柱组成的框架在荷载作用下的工作性能,进行了一榀1/3比例两跨三层S梁-SC柱组合框架模型在低周反复荷载作用(伪静力)和使用等效单自山度体系输入实际地震加速度记录(拟动力)两种加荷方式下的试验。根据试验结果,文中对组合框架的破坏机制、变形、刚度和延性以及组成构件的工作性能进行了初步分析研究。     

Damage detection test of a substructure model of the National Swimming Center

In order to detect the damage locations of complex spatial structures, a sensor region-based damage detection approach was developed based on the damage locating vectors method. A normalized damage locating index was introduced to identify the damage regions. An experiment on damage detection of a substructure model of the National Swimming Center ‘Water Cube’ was carried out. Two damage patterns were involved in the experiment. The test model was excited by using hammer impacts. Acceleration responses of the undamaged and damaged structure model were measured. Modal parameters were identified from the acceleration responses by utilizing the eigensystem realization algorithm (ERA). By using the developed sensor region-based method, the damage regions of the substructure model were located. The results show that the proposed method is able to effectively locate the damage regions. Supported by Beijing Natural Science Foundation (Grant No. 8041002), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 8041002), the National Science and Technology Committee of China (Grant No. 2004BA904B02), and Beijing Science and Technology Committee (Grant No. Z0004028040221)     

Cu-Al-Be-B合金马氏体形貌和亚结构

用光学显微镜和透射电镜分析研究了Cu-11.42Al-0.35Be-0.18B(质量分数,%)形状记忆合金的马氏体的组织形态及亚结构.结果表明,Cu-11.42Al-0.35Be-0.18B(质量分数,%)合金的马氏体的形貌组态较复杂,主要有平行状、矛头状和竹节状,亚结构主要为位错、层错.矛头状自协作形态的马氏体的变体呈竹节状.用XRD分析了晶界析出相α相,其化学式为AlCu4.     

框支格构式轻型板结构试验研究

作者通过一榀两跨框支格构式轻型板结构１／２比例模型试验,对模型在竖向荷载及水平荷载作用下的破坏过程、受力机理、抗震性能进行了分析．并给出了承载力、抗裂、变形等简化计算公式．     

结构抗震混合试验技术中模态综合法的应用

在分析原有几种抗震试验方法的基础上,提出了一种新的"混合试验方法"的设想.这种方法将振动台试验与拟动力试验结合起来,以期解决原有试验方法在大型、异型结构抗震研究中遇到的困难.本文基于子结构模态综合法对结构抗震混合试验技术进行了初步研究,提出了将整体结构划分为试验子结构和分析子结构,采用对接加载主模态修正方法对试验子结构进行质量矩阵和刚度矩阵局部修正,并给出了连接边界的加载模式.