近接工程建设荷载的数字孪生试验方法

近接工程建设荷载是指城市近接工程施工扰动对既有地下结构的附加荷载作用。该荷载作用可诱发既有地下结构损伤甚至破坏,威胁城市安全,但其发展规律尚不明确。明确该荷载作用需探明近接工程 地层 既有结构三者之间的动态耦合机制,尚缺乏行之有效的试验方法。文章提出一种近接工程建设荷载的数字孪生试验方法。该方法融合数字孪生技术和混合试验技术,克服了传统混合试验技术的数值模型保真性问题,实现了近接工程建设荷载的室内试验研究。此外,通过两个交互模块实现了施工现场物理空间、数字孪生体以及地层结构物理模型试验之间的数据交互,进而建立了数字孪生试验方法的系统架构。利用该系统架构开展工程案例分析,初步验证了其可行性。     

一种新型的结构抗震试验方法

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。对于这种方法存在的主要问题,本文进行了初步讨论,希望借鉴动态子结构法中的综合模态技术,进行深入的研究并达到实际应用。     

基于凝聚技术的结构抗震混合试验原理

基于自由度凝聚技术导出了适于结构构件或子结构抗震混合试验的动力学方程,提出在子结构连接边界进行质量修正与刚度修正,同时给出了连接边界处的拟动力位移加载模式与力加载模式。分别用Guyan法、Kuhar法、SEREP法和IRS法进行了算例的数值模拟分析,比较了不同凝聚方法间的差异,并验证了凝聚技术应用于结构抗震混合试验的可行性。     

土工试验中存在的一些问题及建议

从三个方面出发总结了土工试验中存在的问题，分析了不同试验因素对试验结果的影响，针对存在问题提出了一些意见。     

高层结构振动台试验动力模型应用研究

以广州某复杂高层结构振动台试验为例,详细介绍了高层结构动力模型振动台试验的模型设计、模型施工、试验方案选取等过程并通过有限元分析,分析了振动台试验与有限元分析之间的误差,提出了高层结构振动台试验需要进一步研究的一些问题。     

基于多尺度模型的抗震混合试验方法研究

为了从不同视角下分析结构的抗震性能,将多尺度的思想应用到结构的抗震分析中,形成集宏观计算单元、微观计算单元和试验单元为一体的多尺度抗震混合试验方法。以三层四跨Benchmark模型为研究对象,AOM(ABAQUS、OpenFresco、MTS)混合试验系统为平台,建立多尺度混合试验模型进行抗震试验分析。试验结果表明AOM混合试验系统具有较强的稳定性和较高的试验控制精度。并从试验结果中对结构进行宏观、微观层面进行分析,对结构的抗震性能分析提供了一种方法。     

国内桥梁结构模型振动台试验研究综述

对国内桥梁结构模型振动台试验研究的历史与现状进行了介绍,在综述了国内一些桥梁结构模型振动台试验研究及其相关结论的基础上,简要探讨了桥梁结构模型振动台试验研究中存在的一些问题及其发展趋势,为今后进行桥梁结构模型振动台试验研究的工作人员提供必要的参考。     

基于力和位移混合控制的多自由度结构拟静力试验方法研究

多自由度结构拟静力试验中需对各自由度按照特定的力比例模式进行加载,因此力控制加载自然成为多自由度结构拟静力试验的选择。然而,结构进入倒塌阶段后承载力急剧下降,采用力控制加载的拟静力加载试验难以实施。为有效解决上述问题,提出一种适用于多自由度结构拟静力试验的力和位移混合控制方法。采用此混合控制试验方法既能够保持结构各自由度的受力符合特定的力比例关系,又可以保证在结构进入倒塌阶段后实施稳定的加载控制。基于MTS公司的Flex-Test IIm平台采用Visual BASIC语言开发了多自由度力和位移混合控制拟静力加载试验控制软件TMPTG,并进行了具体试验,验证了混合控制算法的有效性。     

地震模拟振动台子结构混合试验方法

为了克服地震模拟振动台对试验结构尺寸和质量的限制,并降低试验费用,将子结构试验技术应用于振动台试验,并提出了新型的振动台子结构混合试验方法.介绍了振动台子结构试验的基本原理,分析了2种实时加载方式和加栽的具体过程,探讨了振动台子结构试验数值积分算法的特点,并结合算例分析了数值积分算法的稳定性和试验的可行性.数值仿真结果表明:当数值积分步长足够小、试验控制系统的滞后不大时,振动台子结构试验的结果能够很好地与全结构试验的结果相吻合.     

房屋隔震体系的研究与应用

介绍了隔震技术在中国的研究进展与工程应用现状;阐述了一些典型的试验分析与研究成果,包括橡胶隔震支座力学性能试验与隔震房屋振动台模型试验的成果;列举了典型的隔震应用实例,特别是当今世界上最大的混凝土房屋隔震项目;分析了中国的隔震技术规程,以及几种隔震层所在位置不同的隔震结构体系;讨论了隔震结构目前存在的一些问题与未来中国隔震房屋的发展趋势。     

滨海大型地下工程抗浮锚杆的设计与试验研究

抗浮锚杆是一项竖向锚固技术,可用于解决地下工程的抗浮问题,但抗浮锚杆的设计和施工还没有现行的规范可循。针对大连-滨海大型地下工程的实际,对工程抗浮锚杆进行了试验研究,通过锚杆的破坏性试验,测试了锚杆在岩土中剪应力的分布规律,得出了抗浮锚杆的抗拔力,为抗浮工程的设计提供了依据。研究表明,注浆体与岩土体间的剪应力沿锚杆长度不是均匀分布的,在孔口附近最大,从孔口沿锚杆长度逐渐衰减。工程实践证明,抗浮锚杆用于解决大型地下工程抗浮问题是比较经济、合理的方法。     

子结构法拟动力试验技术研究

子结构法拟动力试验与传统意义上的全结构法拟动力试验相比具有操作灵活、试验成本低廉的优点。本文在阐述子结构法拟动力试验的原理及特点的基础上,结合典型的试验实例论述了分离式子结构法拟动力试验和整体式子结构法拟动力试验的实施方法及试验结果。对安装软钢阻尼器的单层单跨钢框架结构,以阻尼装置作为试验子结构实施了分离式子结构法拟动力试验,为软钢阻尼器的恢复力模型确定了合理的参数;对某一地震观测用的三层钢框架结构输入该结构在历年地震观测中采集到的地震波记录实施了整体式子结构法拟动力试验,其试验结果与地震反应观测结果吻合得较好。本文研究表明,进行子结构法拟动力试验时试验子结构的合理选取是试验成功的关键,文中所述的试验方案可为工程结构的子结构法拟动力试验提供参考依据。     

结构抗震混合试验技术初探

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计算子结构,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。     

足尺结构模型等效力控制试验研究

等效力控制试验方法是一种采用力反馈的闭环位移控制系统,本文将其先后应用于三层框支配筋砌块短肢砌体剪力墙结构和三层预制钢筋混凝土剪力墙结构足尺模型的拟动力子结构试验中,完成了试验子结构为多自由模型、计算子结构为弹性非线性复杂结构模型的拟动力子结构试验。试验结果表明,采用等效力控制进行复杂足尺结构模型的拟动力子结构试验是可行的,可以得到试验模型的下降段数据。     

防屈曲钢支撑阻尼器的试验研究

对7个一字形内芯外包钢管的防屈曲钢支撑阻尼器进行静力往复试验和子结构拟动力试验研究。在静力往复试验中根据试件的破坏特征不断完善其构造措施以确定其合理构造,并研究合理构造的防屈曲钢支撑阻尼器的滞回性能。静力往复试验结果表明这类防屈曲钢支撑阻尼器具有很好的滞回特性和耗能性能。为研究装有防屈曲钢支撑阻尼器的框架在地震作用下的动力反应,对一个单自由度框架结构进行子结构拟动力试验。子结构拟动力试验表明地震作用下钢支撑阻尼器结构的抗震能力得到了很大的提高,有效地降低结构的最大位移。用ANSYS软件计算得到的和试验得到的钢支撑阻尼器结构的地震反应吻合得很好,说明ANSYS计算时所用的阻尼器恢复力模型及参数的确定是合理的。     

含减振子结构的巨型框架结构模型振动台试验研究

在含减振子结构的巨型框架结构(MFVCS)中,通过在部分主、次框架的连接处,即次框架柱底部和主框架梁之间设置隔震支座,从而形成减振子结构。为研究MFVCS的减震效果,设计并制作了一个几何缩尺比为1/25的模型,通过更换最顶部的子结构柱底的支座类型,形成非减振和单减振巨型框架两个结构。通过振动台试验,得到了两结构的动力特性和加速度、位移响应,并对比分析了不同地震动作用下的减震效果。结果表明：试验过程中主体结构损伤轻微;不同地震波作用下加速度和位移峰值减震系数平均值分别为15.1%和12.3%,加速度和位移均方根减震系数平均值均为22.2%;含减振子结构的巨型框架结构具有较明显的减震效果。     

联肢剪力墙连梁阻尼器地震模拟试验研究

采用拟动力试验方法,对连梁阻尼器进行地震模拟试验研究,模拟结构的真实地震响应。首先,选取简单的单片双肢剪力墙结构模型,每层附加一个连梁阻尼器,选取El Centro和Taft两条地震波,分别进行35gal、140gal、220gal和620gal拟动力试验,构成8种试验工况;随后将其等效成单质点附加阻尼器体系,单质点系作为数值子结构,附加的阻尼器作为试验子结构,进行拟动力子结构试验,同时进行数值仿真验证。对比数值模拟与试验结果得出：拟动力子结构试验可以真实模拟结构地震响应;地震波输入过程中,连梁阻尼器性能稳定,无局部屈曲,对结构的减震效果良好,地震动能量输入越大,阻尼器发挥的作用越大。图10表4参7     

子结构拟动力试验方法在老旧住宅外套式加固改造工程中的应用

以北京前三门地区加固改造项目为工程背景，对子结构拟动力试验方法进行应用研究。介绍了用于拟动力试验的数值积分法（OS算法）及其在拟动力试验中的实现,开发了基于MTS电液伺服加载系统的结构拟动力试验软件TOHTP,针对采用外套式加固后的老旧住宅的1/2缩尺模型进行了子结构拟动力试验研究。研究结果表明： OS算法是对于大多数结构为无条件稳定的数值积分算法，适用于子结构拟动力试验；拟动力试验软件TOHTP正确实现了OS算法，对于建筑结构的拟动力试验方便有效；拟动力试验结果验证了加固后的老旧住宅能够满足现行规范的抗震性能要求。     

修正CD-Newmark组合积分算法的数值特性研究

组合数值积分算法结合了显式算法无需迭代和隐式算法无条件稳定的特点,为解决传统CD-Newmark算法中上限频率取值较大而导致时间步长变小的缺点,对CD-Newmark算法进行参数修正,将计算子结构的所有被嵌固自由度释放,分别得到试验子结构的稳定条件和计算子结构无条件稳定的参数合理取值范围,并对计算精度进行分析,通过算例分析验证算法的数值特性,从而初步解决了CD-Newmark算法存在稳定性界限过严的问题,可为结构抗震拟动力试验提供研究参考。     

拱桥斜桩基础的光弹性实验研究

以拱桥桥台下的桩基础为研究对象，采用光弹性实验方法，对斜桩群的受力及其应力分布进行分析研究．并与竖直桩进行对比，得到直观、可靠的结论，为此类基础的设计计算以及在工程实际中的应用提供依据。