結(jié)構(gòu)實驗技術(shù)講稿動力部分第012次-資料下載頁
2025-05-03 08:05本頁面
【正文】 構(gòu)的彈性反應(yīng)可以通過計算機求解。 Lab of Prof. Tian Shizhu 37 如圖框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)底層的剪力墻單元在地震作用下進入非彈性反應(yīng)階段。采用子結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法，底層剪力墻單元為試驗單元，用 3個作動器對該單元加載，模擬底層剪力墻受到的剪力、彎矩和軸力。結(jié)構(gòu)其余部分的動力反應(yīng)通過計算機程序求解。將兩部分得到的反應(yīng)在結(jié)構(gòu)整體分析程序中求解，就可得到整個結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。 Lab of Prof. Tian Shizhu 38 Structural Test Geotechnical Test at Another Lab Structural FE Simulation 1 Geotechnical FE Simulation 2 Total System Physical Tests Numerical Simulation 子結(jié)構(gòu)混合試驗 Lab of Prof. Tian Shizhu 39 3．偽動力試驗步驟 （ 1）輸入地面運動加速度 地震波的加速度時程曲線，加速度示值隨時間t的變化而改變，為便于計算，首先將實際地震記錄的加速度時程曲線按一定時間間隔數(shù)字化，即按Δ t劃分成許多微小的時間段，可以取 Δ t為 ，這樣就可以用數(shù)值積分方法求解運動方程 Lab of Prof. Tian Shizhu 40 （ 2）計算下一步的位移值 采用中心差分法求解下一步位移。 （ 3）位移值的轉(zhuǎn)換 由加載控制系統(tǒng)的計算機將第 n+1步的指令位移 Ｘ n+1轉(zhuǎn)換成輸入電壓，再通過電液向加載系統(tǒng)控制作動器對結(jié)構(gòu)加載，由作動器用靜態(tài)的方法對結(jié)構(gòu)施加 Ｘ n+1位移。 Lab of Prof. Tian Shizhu 41 （ 4）量測恢復(fù) Fn+1 即位移值 Xn+1對結(jié)構(gòu)施加的荷載，通過作動器的荷載傳感器測得此時恢復(fù)力 Fn+1。 （ 5）計算出反應(yīng)全過程 將 Xn+1， Fn+1數(shù)據(jù)代入上述算式，用同樣方法求得 Xn+2，進行加載，求得 Xn+2位移下的 Fn+2，這樣如此循環(huán)，自動完成全過程。 Lab of Prof. Tian Shizhu 42 4．結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法的誤差分析 ?與地震模擬振動臺試驗相比 ，結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法的主要優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)擬動力試驗中可以采用 較大的結(jié)構(gòu)試驗?zāi)Ｐ?。子結(jié)構(gòu) 擬動力試驗方法的發(fā)展，進一步突破結(jié)構(gòu)模型尺寸的限制。采用大的結(jié)構(gòu)模型甚至原型結(jié)構(gòu)尺寸可以反映地震作用對結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能和結(jié)構(gòu)局部構(gòu)造的影響，使試驗結(jié)果更加準確的反映結(jié)構(gòu)的抗震性能。地震模擬振動臺試驗的結(jié)構(gòu)模型尺寸受到振動臺臺面尺寸的限制，試驗結(jié)果不可避免的要受到尺寸效應(yīng)的影響。 Lab of Prof. Tian Shizhu 43 ?從結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法的基本原理可以知道，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)實際上是逐步積分計算結(jié)果，只是在計算中采用了試驗 實測的結(jié)構(gòu)恢復(fù)力。 因此，計算模型誤差包含在試驗結(jié)果中。例如，在多層建筑結(jié)構(gòu)的擬動力試驗的計算程序中，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量集中在各樓層處，而實際結(jié)構(gòu)的柱、墻等構(gòu)件的質(zhì)量是沿結(jié)構(gòu)高度均勻分布的。結(jié)構(gòu)擬動力試驗的計算程序中，阻尼系數(shù)屬于事先輸入的參數(shù)，在試驗過程中，采用了較低的加載速度，試驗結(jié)果不能真實地反映阻尼對結(jié)構(gòu)性能的影響。 Lab of Prof. Tian Shizhu 44 ?在結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法中，還有一個主要的誤差來源，這就是求解結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的 逐步積分方法 。實際結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是一個隨時間連續(xù)變化的過程，但是在結(jié)構(gòu)擬動力試驗中，結(jié)構(gòu)反應(yīng)是在離散的時間點上進行試驗和計算。采用不同的時間步長出和不同的逐步積分方法有可能給出不同的試驗結(jié)果。按照結(jié)構(gòu)動力學理論，求解結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的積分方法本身還受到 穩(wěn)定性和收斂性等條件的限制 。由結(jié)構(gòu)擬動力試驗方法的本質(zhì)特征所決定，試驗中的計算誤差也是不可避免的。 Lab of Prof. Tian Shizhu 45 謝謝 ！
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