结构非线性阶段反弯点法抗震混合试验研究

针对抗震混合试验边界条件模拟问题,提出非线性条件下框架结构边界条件模拟方法。建立钢框架数值模型进行结构非线性动力时程分析,研究梁柱线刚度比、地震动放大系数、轴压比及长细比4种影响因素下对钢框架柱反弯点位置的影响,并依据数值模拟反弯点分布规律开展反弯点法抗震混合试验,将试验结果与非线性数值模拟结果对比。结果表明,梁柱线刚度比对框架柱反弯点分布规律和底层柱的剪力分配有较大影响,其他因素影响不显著。反弯点法抗震混合试验在结构弹性与弱非线性阶段表现良好,在结构进入较强非线性阶段的位移时程曲线与非线性数值模拟结果较为接近,但在耗能能力上存在差异。

基于子结构等效刚度修正的抗震混合试验方法研究

为了研究试验子结构等效刚度对结构抗震混合试验结果的影响,以结构固有频率设计为基础,并根据振动台的尺寸和承载能力要求设计两榀三层三跨的钢框架模型做地震模拟振动台试验;根据结构的对称特性选取框架底层1/4及1/2结构为试验子结构并利用结构变形协调原理对试验子结构边界自由度进行缩减,设计了双通道作动器协同控制加载技术对试验子结构边界条件进行模拟,最后对所设计的三层钢框架模型进行混合试验,混合试验结果与振动台试验吻合较好,这表明在结构振动台抗震性能试验受限于台面尺寸和承重等因素时,基于子结构等效刚度的混合试验方法可为结构抗震性能分析提供一种有效的途径。

基于抗震混合试验的复合试验子结构加载方法研究

大型结构破坏区域为多个非线性构件组成的复合区域,区域内各个构件的破坏现象和内力分布都存在一定耦联性的问题,对此提出复合试验子结构概念,通过分析反弯点法的基本原理,设计两种基于框架结构反弯点的复合试验子结构边界条件模拟方法,一种考虑多试验单元的大型框架结构,忽略轴压比的影响,并针对反弯点位置改变的情况调整作动器加载模式;另一种考虑结构的重力二阶效应,完整模拟复合试验子结构的边界条件,增加剪力传感器以研究框架柱进入非线性阶段时的剪力分配原理。

FRP加固混凝土连续梁桥抗震混合试验研究

本文对某钢筋混凝土连续梁桥利用FRP布进行了塑性铰抗震加固,并通过不同地震作用下的整体结构抗震混合试验,研究了该桥梁结构利用FRP抗震加固的效果。试验主要利用子结构试验方法,将未加固和FRP加固后的桥墩作为试验单元,进行实际物理试验加载,而将其他部分作为计算单元在有限元软件Open Sees内建模,通过集成协调,实现整体结构的抗震试验。试验结果表明,使用FRP加固能够有效改善桥梁的抗震性能。

抗震混合试验中预测-校正加载控制方法研究

为使抗震混合试验中电液伺服作动器加载与有限元分析同步进行,国外研究者将预测-校正加载控制方法引入该试验中,但在高频率模态或远离区间左端点处作动器命令信号的精确性不高。为提高该技术的精确性,本文对采样时间间隔内加速度变化规律的假设,以当前步的位移和速度为初始值,对加速度进行二次积分且以五阶精度的一、二阶导数作为速度、加速度,得到预测-校正表达式(PCVA-β),运用绝对误差限判断各种算法的精确性。使用Matlab/Simulink编程仿真模拟,结果表明:在较高阶频率且远离区间左端点处,这种方法不仅精确性较好且作动器能够连续平稳的运行。

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。

反弯点高度比对强梁弱柱钢框架混合试验影响分析

为了进一步研究大震下试验子结构进入弹塑性阶段时采用基于反弯点边界条件模拟方法的适用性,建立OpenSEES有限元数值模型,通过施加不同强度的地震荷载,建立反弯点高度比位置与构件损伤指标D的关系,并采用振动台试验进行验证。结果表明:强梁弱柱钢框架中底层框架柱弹性反弯点位置在柱中上方,其中边柱的反弯点高度比更偏离柱中位置;随着构件损伤程度的加深,反弯点位置逐渐趋于柱中。混合试验中将试验子结构加载边界取在取在柱中位置时的试验加载误差小于4%,满足边界条件模拟精度的要求。