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。     

非迭代式分布式混合试验方法研究

提出了一种基于模型的预测-修正算法(M-PC)用于子结构混合试验。M-PC在预测时采用静力凝聚得到的边界刚度矩阵求解动力方程以得到预测位移,解决了传统差分方程无法预测静力边界位移的困难。M-PC是一种非迭代式的算法,效率较高。首先介绍了M-PC积分算法的基本公式和进行子结构混合试验的具体步骤,然后通过门式框架的子结构数值试验和物理试验对M-PC算法进行验证。结果表明,M-PC算法有效地预测静力边界位移,结构整体响应合理,正确地模拟了各子结构的非线性行为。     

采用滑动模态控制器的等效力控制方法

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合于进行线性和非线性系统的控制。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PID控制器。线性弹簧试件实时子结构试验的数值模拟和试验验证了这种控制方法的可行性。防屈曲支撑试件数值模拟和试验的结果表明:对非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。     

基于最小秩方法的结构损伤识别

针对结构损伤识别中的最小秩方法存在的问题,经过研究发现,对测试模态进行关于质量矩阵的正交归一化可保证反演后刚度矩阵的对称性;提出了一种迭代修正算法,可保持反演结果的稀疏性;基于模态力余量,定义了一种损伤指标来预先判定结构损伤单元的位置,并可据此选取合适的测试模态阶数进行反演计算。数值试验结果表明,改进后的方法在考虑测试模态误差的情况下可对结构的损伤进行精确的定位和标定。     

框架结构的高阶局部模态分析与试验

介绍了规则链武结构的局部模态特性，分析了框架结构的高阶模态及局部模态试验，表明框架结构高阶局部模态具有模态密集特性，子结构和整体结构之间存在着动力耦合。     

远程协同子结构拟动力试验研究

针对结构试验网络化发展趋势,研究了具有多个试验子结构的远程协同子结构拟动力试验方法,以二作动器加载形式为例探讨了OpenFresco中试验子结构边界条件的模拟问题,并通过一个实例证明了该试验方法的可行性.     

国际期刊导读

通过子结构试验对转播塔进行性能评估;多边形复式管格构柱的不稳定性能及工程应用;加载钢管混凝土柱防火性能标准的建模分析;流算法在模态适应性推覆分析中的应用;计算钢框架结构底部剪力的新方法     

基于实测数据的新型大跨度空间结构模型修正研究

空间网格结构通常是由相同或相似的子结构按照某种规则在三维空间范围内排列而成,由于组成结构的杆件相似、繁多且密集,致使结构具有较高的超静定次数,且频谱分布十分密集,这给空间结构的模态识别和模型修正带来了挑战。基于实测数据,首先运用ANSYS有限元软件建立精确的数值分析模型用于模型修正,同时通过实测手段采集到环境荷载激励下的结构温度数据和振动数据,继而采用频域分解法(FDD法)、自然激励技术联合特征系统实现算法(NEx T+ERA)识别出结构的模态频率和振型,最后通过混合优化算法修正结构节点刚度、杆件刚度和结构质量等参数来实现对结构有限元模型的修正。修正结果显示:该修正方法可大大缩减有限元模型模态频率与结构真实模态频率间的误差,达到了修正目的。     

实时子结构试验在数值积分和控制方面的研究进展

实时子结构试验方法将数值模拟和实时加载有机结合,能够较准确地研究结构系统的抗震性能,是现阶段结构抗震研究的重要发展方向.目前,实时子结构试验方法处于起步发展阶段,围绕积分方法和试验加载控制两个难题,一些学者相继开展了研究工作.详细介绍这些研究工作的进展,指出其中亟待解决的突出问题,并依此提出合理的研究方向和目标.     

轻钢增层结构的地震反应分析

根据现阶段大量出现的混凝土结构上加盖轻钢结构的结构形式特点,采用子结构方法分别对原有混凝土结构和加层钢结构的质量、刚度和阻尼矩阵进行叠加,进而运用实模态振型分解法求解结构地震反应,通过本文方法与Newmark时程法的比较研究表明,本文方法具有相当的精度。     

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.     

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     

装配整体式混凝土框架子结构防连续#br# 倒塌空间受力性能试验研究

文章设计并制作3个2/3缩尺的梁柱节点构造形式为开槽水平搭接的装配整体式混凝土(PC)结构试件,对中柱进行了力-位移控制静力加载的试验。第1个为空间框架子结构,第2个为平面框架子结构,第3个为悬挑结构。根据试验的抗力、位移、应变、裂缝发展及破坏形态等结果对试件的受力变化及抗力机制进行分析。结果表明：压拱作用峰值点之前,空间框架子结构基本可以由平面框架子结构和悬挑结构来叠加等效。由于空间框架平面外横向梁的存在,使得空间框架子结构的压拱效应承载力相比于平面框架子结构的提高11.65%,这主要来源于平面外横向梁的梁机制提供的竖向承载力,但不影响空间框架和平面框架悬链线的开始位移。在悬链线阶段,空间框架子结构平面外横向梁的存在会使悬链线效应降低27.23%,且会使悬链线效应提前近一半的竖向位移结束。在空间框架子结构中发生连续倒塌时,柱头会发生平面外的偏转,会使压拱阶段的峰值相较于平面框架子结构和悬挑结构叠加之和降低4.77%,对悬链线阶段的峰值平面框架子结构和悬挑结构叠加之和降低39.04%。空间框架子结构和平面框架子结构的主要区别源于平面外横向框架梁的影响,会使得空间框架结构出现明显的扭转裂缝,且裂缝发展程度更集中和严重一些,这对结构受力是不利的。     

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。     

振动台型混合试验系统试验设备研究

具有非线性结构特性的大型结构地震试验在试验费用、精度和可行性方面存在许多问题。近年来结合数值模拟实时子结构试验方法有一些文献报道。本文是对此的初步的阶段分析成果,主要针对基于振动台型的混合试验作了简要的分析,以及实施混合试验技术中所存在的问题,根据现有设备的状态,对试验设备的改造可行性提出了一些意见。     

柱贯通梁柱节点非对称钢筋混凝土柱-钢梁框架结构抗连续倒塌性能研究

建筑结构竖向连续倒塌破坏大多数由侧中柱破坏引起,而侧中柱两侧结构的抗侧刚度不同,易导致结构沿侧中柱发生非对称破坏.已有文献中对非对称连续倒塌研究相对较少,鉴于此,以非对称双半跨单柱子结构为研究对象,设计了1种钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)结构全螺栓连接的柱贯通节点子结构,采用静力加载试验模拟结构在侧中柱失效工况下的非对称...     

防屈曲支撑加固既有混凝土框架结构拟动力试验研究

参照建于20世纪70年代末的具有代表性的八层混凝土框架结构,按照1∶2.5的比例进行缩尺,制作了一个两榀两层三跨的混凝土框架子结构模型。采用外贴防屈曲支撑混凝土框架的方式分别加固子结构模型每榀的中间跨,两榀框架的加固方式分别为植筋加固和抗剪键加固。对加固后的模型进行拟动力试验。试验结果表明,罕遇地震下结构的变形能够满足规范的要求,且依然具有变形的潜力;两种加固方法均安全可靠;防屈曲支撑加固后混凝土框架结构的抗震性能明显提高,防屈曲支撑耗散掉了大部分的地震能;与普通混凝土框架结构的滞回曲线相比,本结构具有更好的变形以及耗能能力。     

轻钢-混凝土混合结构周期折减系数研究

轻钢混凝土混合结构是一种既符合中国国情,又适宜工业化和模块化生产的新型结构体系。该体系中的轻钢次结构能增大混凝土主结构的抗侧刚度,采用只考虑主结构的简化模型进行设计分析时,可采用周期折减系数来考虑这种影响。推导了2层或3层轻钢次结构抗侧刚度以及轻钢混凝土混合结构周期折减系数简化计算公式;在混合框架试验的基础上,用ABAQUS有限元软件建立了轻钢混凝土混合框架的精细化分析模型和简化分析模型,试验结果和模拟分析结果吻合较好;通过有限元模拟分析,验证了轻钢次结构抗侧刚度和混合结构周期折减系数简化计算公式的正确性。     

砖混结构足尺模型的子结构拟动力试验

文章针对一个经过抗震设计的砖混结构,制作了一个单层单开间的足尺模型,应用子结构拟动力试验技术模拟一个单层十个开间的砖混结构在地震作用下的反应,研究该结构在地震作用下的位移反应、破坏过程与形态,并给出结构的位移时程曲线和滞回性能曲线。试验结果表明,经过抗震设计的砖混结构具有非常强的抗震性能,可以抵抗地震动峰值加速度为1600gal的地震作用,远远超过"大震不倒"的设防目标,可以为提高村镇房屋抗震能力提供参考。     

土与地下结构动力相互作用的大型振动台试验与计算

本文首先用大型振动台进行了土-地下结构的动力相互作用试验。采用加重乳胶制成的方形管道作为地下结构,将它预埋在大型刚性容器内的填砂中,该容器装置在振动台上,用简谐波在垂直于结构轴线的方向振动。测定了地下结构内的动应力以及砂与地下结构接触面上的动土压力及加速度。在这种试验的基础上提出了土-地下结构动力相互作用的计算模型。用等参数有限元法对这个小结构系统进行动力分析。结果证明,当考虑土的静、动力非线性并在两介质间使用薄层单元时,计算结果与试验结果吻合较好。