基于MTS加载系统及OpenFresco网络平台的远程协同子结构拟动力试验方法研究

西安建筑科技大学结构与抗震实验室和新疆大学结构实验室合作,以一个两层三跨钢框架结构为试验对象,进行了国内首例跨省远程协同子结构混合仿真拟动力试验。试验结果表明:OpenFresco网络平台通讯性能良好,数据远程传输消耗时间可忽略;通过两所大学实验室测得的力、位移、加速度等试验数据的对比分析,表明该试验系统具有良好的精确性及稳定性;通过OpenFresco网络平台,能够准确远程控制异地实验室的MTS试验系统进行协同工作,从而完成结构简单的子结构混合仿真拟动力试验,为下一步进行大型、复杂结构的子结构混合仿真拟动力试验提供了必要的理论和实践基础。     

远程协同结构试验方法研究与发展

本文对美国“NEES计划”、欧洲“减轻地震风险的欧洲网络”研究计划、日本E-Defense建设及其远程协同试验、中国台湾地区国家地震工程研究中心ISEE计划和由国家基金委资助的正在进行的重点项目“现代结构拟动力地震模拟协同试验方法与系统”(HQH-NSER)进行了简要介绍,叙述了在远程协同试验研究中的一些关键问题及其应用领域,并对未来的发展趋势作一展望。     

两层半子结构框架试验方法研究

本文以两Ping异型柱框架结构为研究对象，设计了专门的两层半子结构试验装置。通过低周反复加载试验，分别从试验现象、破坏特征和变形特点等方面研究了两层半子结构试验方法。分析结果表明，两层半子结构试验方法能较好地模拟多层结构的受力特点，是值得推广的。     

单层结构远程协同拟动力试验平台开发

基于网络通讯平台NetSLab,采用Visual Basic语言开发了一个标准化的开放式单层结构远程协同拟动力试验平台NetSLab-SDOF,它由控制中心、真实试验机、虚拟试验机和远程观察器4个模块组成,并通过互联网传输试验控制信号和反馈数据。该平台可以使不同的结构实验室联合进行结构拟动力试验,同时还提供远程用户同步观察试验并获取试验数据的功能。通过桥梁结构的真实拟动力试验及数值模拟试验和网络速度测试,验证了NetSLab-SDOF试验平台的有效性。     

多层钢筋混凝土框架楼房震害预测方法研究

利用结构抗震验算的思路,计算在大震作用下楼房的弹塑性变形,进而确定结构薄弱层,然后根据震害等级与结构层间相对变形的统计关系,确定房屋的破坏状态。     

基于振动台的动力子结构试验界面反力获取方法

基于振动台的实时子结构动力试验是一种新型的结构动力试验方法.该试验方法引入了“子结构”这一概念,不仅减小了常规振动台试验对于试验规模的限制,而且克服了拟动力子结构试验中无法考虑加载速率影响的问题.由于该试验方法将整体结构拆分为数值子结构和物理子结构两部分,二者之间通过交界面相互作用力实现实时数据交互,以保证子结构体系与...     

多层RC框架复合结构体系层间刚度优化设计方法研究

历次震害表明多层RC框架结构广泛出现以柱铰机制为根本原因的层屈服倒塌模式,研究表明采用附加抗侧构件形成复合结构体系能有效提高结构的抗地震倒塌能力。以控制多层RC框架各层层间位移一致,避免薄弱层出现为性能目标,提出了一种简单实用的获得结构各层最优抗侧构件刚度需求的设计方法,即基于静力弹塑性分析的刚度迭代方法。该设计方法能够考虑结构非线性性能的影响,并可自主设定设防目标,符合基于性态的抗震设计思想。最后给出一个抗震设计算例,并对其进行了抗震性能评估。     

带楼梯框架弹性层刚度的试验研究

本文通过试验研究，探讨了带楼梯框架弹性层的刚度问题，建立了计算模型，计算值与实测值符合得较好。     

底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究

本文介绍了底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究成果。由13个区底部二层框架、上部2～4座7层或9层塔楼的计算对比及典型区振动台试验结果表明,在9层塔楼与平台问采用隔震技术可以很好地改善下部平台的受力状况,与不隔震时相比底部二层框架的地震剪力可减小1／3左右,上部塔楼通过隔震后水平向地震作用可降低Ⅰ度进行设计。     

基于IDA的多层钢筋混凝土框架残余侧移分析

利用Open Sees非线性有限元软件对6层钢筋混凝土平面框架结构进行数值模拟。首先选取24条地震动记录,通过对比分析两个不同地震动强度指标对残余侧移响应离散性的影响,选取合理的地震动强度指标。然后采用Sa(T1,5%)调整24条地震动记录,使其成为具有多重强度水平的地震动记录。对该模型进行增量动力分析,得到各层的残余层间侧移角和最大层间侧移角并比较残余侧移和最大侧移的分布规律,分析了结构的残余侧移随最大侧移的变化过程以及两者的相关系数,发现两者的相关性较好,这表明可以根据震后残余层间侧移角估计最大层间侧移角。另外,也分别分析了基于弹塑性层间侧移角限值和倒塌临界状态的残余层间侧移角概率分布,结果表明结构的最大层间侧移角达到抗规限值0.02后,结构仍然有较大的塑性变形发展。     

位移控制的子结构地震模拟振动台混合试验方法

为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,提出了位移控制子结构地震模拟振动台混合试验方法,包括试验原理、试验过程及数值积分方法,并给出了2种子结构边界条件的模拟形式.通过1个简单框架结构的地震模拟振动台试验和子结构混合加载试验验证了该方法的可行性,并指出了该试验方法的主要技术问题.混合试验方法通过子结构技术和振动台试验相结合,解决了目前的地震模拟振动台试验和拟动力试验在设备规模和加载速度上的局限性.     

基于比例边界有限元方法的拱坝子结构分区形式研究

比例边界有限元方法是一种半解析的数值计算方法,具有降维、网格灵活、严格模拟无限域和无需基本解等特点。比例边界有限元方法的基本理论是在整体坐标与局部坐标的比例边界转换基础之上建立的,相似中心的选取是否合理对分析计算具有重要的影响,导致在模拟拱坝这种不规则的空间壳体结构时,具有一定的局限性。采用子结构方法,将坝体分为若干满足相似性要求的区域可解决上述问题,以某拱坝为例给出了合理的坝体子结构分区形式,验证了子结构方法的精确性,为建立基于比例边界有限元方法的坝体-库水-地基系统的计算模型奠定了基础。     

多层剪切型框架的等可靠性设计

本文根据随机过程的理论,提出了地震作用下剪切型框架的等可靠性设计方案,并且建立了计算有关参数的公式及表格。最后对等可靠性设计中某些参数的取值进行了讨论。     

半刚性连接多层组合框架自振周期实用计算方法

推导了半刚性连接组合梁单元不考虑轴向变形和剪切变形的刚度方程,基于此刚度方程给出了框架柱的抗侧移刚度.采用连续弹性体无限自由度体系剪切自由振动方程,推导了半刚性连接多层组合框架自振周期实用计算公式.通过算例说明了连接的转动刚度以及正负弯矩作用下连接转动刚度的不同对自振周期的影响.     

基于动力子结构方法的场地地震反应分析方法

本文验证了将约束子结构法引入到复杂场地地震反应分析的可行性,并在此基础上提出了两种进一步提高计算效率的简化措施。结合土层有限元模型的自身特点,提出了标准子结构的概念,通过设置标准子结构,可减少相同子结构的重复计算。基于约束子结构本身的性质,假定土层计算区域为局部非线性,可简化等效线性化分析过程,通过数值试验给出了局部非线性区域的取值范围。算例表明,上述简化措施在提高大规模复杂场地地震反应分析计算效率方面具有显著的优势。     

高阶单步实时动力子结构试验技术研究

结构联机试验可分为两类：拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它给原有的实时子结构试验带来了新问题。如何建立更好的高精度、无条件稳定的实时动力子结构试验算法日趋重要。本文在前人早期高阶单步逐步积分算法研究成果的基础上,提出了一种新的高阶单步实时动力子结构试验算法。数值模拟分析表明,新算法不仅是显式的,而且具有高精度、无算法阻尼、无超越现象等算法特点,均比目前所见到的已有算法优越。如果能实现实时子结构试验,就能同时控制位移和速度,则应用本文算法必将取得更好的试验结果。     

砌体填充框架结构的实时子结构试验方法及仿真分析

由于砌体填充框架结构的砌体与框架之间的相互作用,使得其整体动力性能非常复杂。如何通过实时试验准确揭示其抗震性能是非常值得研究的内容。本文介绍了砌体填充框架结构的实时子结构试验方法,并进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,本文的方法具有很好的稳定性和精度。     

多层砖房底部两层框架抗震变形性能分析

为实现多层砖房底部两层框架结构的加固,需要研究其抗震变形性能。以某底部两层框架、上部四层砖房建筑为对象,通过STRAND7有限元软件构建有限元计算模型,考虑水平荷载与垂直荷载,深入分析多层砖房底部两层框架抗震变形性能。仿真结果表明,建筑结构振型受结构横向楼板刚度的影响较显著,不同振型的频率变化中,X向1阶频率与Y向2阶频率变化最快,楼板平面内弯曲频率变化最慢;整体结构在X向与Y向分别呈现线性剪切变形和弯剪变形,Y向上由于填充墙发挥抗震墙功能,底部两层框架变形较小;在7度多遇地震影响下,底部两层结构中第二层楼板变形较第一层严重,多层砖房底部两层框架建筑结构处于弹性工作状态。     

多层框架的竖向地震力与震害分析

本文分析计算了框架的竖向地震力,并用它来解释震害,我们认为是比较合理的。文中还对框架的竖向振动分析提出一些应注意的问题。