結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)技術(shù)講稿動(dòng)力部分第012次(參考版)
2025-05-06 08:05本頁(yè)面
【正文】 由結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法的本質(zhì)特征所決定，試驗(yàn)中的計(jì)算誤差也是不可避免的。采用不同的時(shí)間步長(zhǎng)出和不同的逐步積分方法有可能給出不同的試驗(yàn)結(jié)果。 Lab of Prof. Tian Shizhu 44 ?在結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法中，還有一個(gè)主要的誤差來(lái)源，這就是求解結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的 逐步積分方法 。例如，在多層建筑結(jié)構(gòu)的擬動(dòng)力試驗(yàn)的計(jì)算程序中，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量集中在各樓層處，而實(shí)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。 Lab of Prof. Tian Shizhu 43 ?從結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法的基本原理可以知道，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)實(shí)際上是逐步積分計(jì)算結(jié)果，只是在計(jì)算中采用了試驗(yàn) 實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)恢復(fù)力。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(duì)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(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確的反映結(jié)構(gòu)的抗震性能。 Lab of Prof. Tian Shizhu 42 4．結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法的誤差分析 ?與地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)相比 ，結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)方法的主要優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)中可以采用 較大的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。 Lab of Prof. Tian Shizhu 41 （ 4）量測(cè)恢復(fù) Fn+1 即位移值 Xn+1對(duì)結(jié)構(gòu)施加的荷載，通過(guò)作動(dòng)器的荷載傳感器測(cè)得此時(shí)恢復(fù)力 Fn+1。 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(yàn) Lab of Prof. Tian Shizhu 39 3．偽動(dòng)力試驗(yàn)步驟 （ 1）輸入地面運(yùn)動(dòng)加速度 地震波的加速度時(shí)程曲線，加速度示值隨時(shí)間t的變化而改變，為便于計(jì)算，首先將實(shí)際地震記錄的加速度時(shí)程曲線按一定時(shí)間間隔數(shù)字化，即按Δ t劃分成許多微小的時(shí)間段，可以取 Δ t為 ，這樣就可以用數(shù)值積分方法求解運(yùn)動(dòng)方程 Lab of Prof. Tian Shizhu 40 （ 2）計(jì)算下一步的位移值 采用中心差分法求解下一步位移。結(jié)構(gòu)其余部分的動(dòng)力反應(yīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)程序求解。 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(jìn)入非彈性反應(yīng)階段。 Lab of Prof. Tian Shizhu 36 子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn) 工程結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)，往往只有結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)入非彈性反應(yīng)階段。 這類(lèi)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可以采用基底剪力法 。 Lab of Prof. Tian Shizhu 32 按照中心差分法，上述位移時(shí)程曲線計(jì)算的遞推格式如下： 將上式的差分關(guān)系代入離散的方程： 11211( ) / ( 2 )( 2 ) /i i ii i i ix x x tx x x x t????? ? ?? ? ? ?i i ri gim x c x F m x? ? ? ?2112 ( / 2 ) ( )/2i i r i g iim x c t m x F m x txm c t??? ? ? ? ? ????Lab of Prof. Tian Shizhu 33 試驗(yàn)直接得到的結(jié)果是 它們形成結(jié)構(gòu)的位移時(shí)程曲線和結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力。 rgm x c x F m x? ? ? ?（ 2） Lab of Prof. Tian Shizhu 31 怎樣改善計(jì)算精度呢 ? 徹底消除恢復(fù)力模型誤差的思路就是 拋棄假設(shè)的恢復(fù)力
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