检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2014年第2期31卷 73-80页

作者：许国山王帅坤吴斌欧进萍哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518049 大连理工大学土木工程学院大连116024

该文在标准算子分解法(OS法)的基础上提出加速度附加假定,使其变为考虑试件质量的动力子结构试验OS法。分析了动力子结构试验OS法的稳定性,并进行了数值仿真分析。研究结果表明:1)通过引入加速度附加假定,使动力子结构试验OS法变为一种... 详细信息

该文在标准算子分解法(OS法)的基础上提出加速度附加假定,使其变为考虑试件质量的动力子结构试验OS法。分析了动力子结构试验OS法的稳定性,并进行了数值仿真分析。研究结果表明:1)通过引入加速度附加假定,使动力子结构试验OS法变为一种显式方法;2)动力子结构试验OS法的稳定性分析结果表明,对于纯质量试件,当质量比不大于1时为条件稳定算法,对于质量比大于1时为不稳定算法。

关键词：动力子结构试验算子分解法稳定性精度显式方法

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动力子结构试验算子分解法和等效力控制方法

动力子结构试验算子分解法和等效力控制方法

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作者：郑震云哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

实时子结构试验能准确反映速度相关型试件性能，而越来越多用于研究土木工程结构的抗震性能。影响实时子结构试验结果的一个重要因素是数值积分算法的性能。实时子结构试验算子分解(OS)法和等效力控制方法(EFCM)对于位移相关型、速度相... 详细信息

实时子结构试验能准确反映速度相关型试件性能，而越来越多用于研究土木工程结构的抗震性能。影响实时子结构试验结果的一个重要因素是数值积分算法的性能。实时子结构试验算子分解(OS)法和等效力控制方法(EFCM)对于位移相关型、速度相关型试件具有很好的性能。然而，目前很多新型结构振动控制装置(如TLD、TMD等)被应用到结构中提高结构的抗震性能。这些装置是加速度相关型的动力系统，这对实时子结构试验OS法和EFCM提出了新的挑战。本文针对考虑试件质量的动力子结构试验OS法和EFCM法展开研究，主要研究内容如下： (1)通过引入加速度附加假定，提出动力子结构试验OS法，并进行稳定性和精度分析。研究结果表明：对于线性系统，当质量比小于1时，算法是无条件稳定的；当质量比大于1时，算法是不稳定的。 (2)在动力子结构试验OS法基础上提出惯性力修正，并对修正后算法的稳定和精度进行分析。研究结果表明：修正后的动力子结构试验OS法对于线性系统和软化系统是无条件稳定的，对于硬化系统是有条件稳定的。 (3)研究试验子结构与数值子结构不共用自由度的动力子结构试验OS法，研究结果表明，动力子结构试验OS法的稳定范围随着质量比的增加而减小，随着刚度比的增加而减小。 (4)研究试验子结构与数值子结构不共用自由度的动力子结构试验EFCM，并通过TLD减振控制结构进行试验验证。通过振动台全结构与子结构试验对比分析结果表明，本文提出的动力子结构试验EFCM具有很好的精度。

关键词：实时子结构试验动力子结构试验算子分解法等效力控制方法稳定性

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基于多振动台的土-结相互作用动力子结构试验方法研究

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结构工程师 2011年第B01期27卷 76-81页

作者：李振宝唐贞云纪金豹李晓亮周大兴闫维明北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

土-结构动力相互作用的研究已经持续了100多年,取得了大量理论研究成果,但受试验设备和试验方法的限制,试验研究还很欠缺。土-结构动力相互作用的整体分析法是将土和结构同时作为试验对象,其对试验设备尺寸和输出荷载要求较高,目前只能... 详细信息

土-结构动力相互作用的研究已经持续了100多年,取得了大量理论研究成果,但受试验设备和试验方法的限制,试验研究还很欠缺。土-结构动力相互作用的整体分析法是将土和结构同时作为试验对象,其对试验设备尺寸和输出荷载要求较高,目前只能进行大比例缩尺试验,即便如此,对于桥梁等长大型结构在多维多点地震作用下的性能的试验,目前的试验设备也无能为力。近年来得到发展的实时子结构实验方法的优点就是能够在现有实验条件下对工程结构中关键部分进行足尺实验,该方法为实现多维多点土-结构动力相互作用混合试验提供了可能。本文以九子台模拟地震振动台台阵为设备基础,将土模型作为数值子结构,结构物作为物理子结构,研究考虑土-结构动力相互作用的多维多点混合抗震试验方法。

关键词：土-结相互作用动力子结构试验地震模拟振动台台阵

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基于多振动台的土-结相互作用动力子结构试验方法研究

基于多振动台的土-结相互作用动力子结构试验方法研究

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第二届“土木工程结构试验与检测技术暨结构实验教学”研讨会

作者：李振宝唐贞云纪金豹李晓亮周大兴闫维明北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

土-结构动力相互作用的研究已经持续了100多年,取得了大量理论研究成果,但受试验设备和试验方法的限制,试验研究还很欠缺.土-结构动力相互作用的整体分析法是将土和结构同时作为试验对象,其对试验设备尺寸和输出荷载要求较高,目前只能... 详细信息

土-结构动力相互作用的研究已经持续了100多年,取得了大量理论研究成果,但受试验设备和试验方法的限制,试验研究还很欠缺.土-结构动力相互作用的整体分析法是将土和结构同时作为试验对象,其对试验设备尺寸和输出荷载要求较高,目前只能进行大比例缩尺试验,即便如此,对于桥梁等长大型结构在多维多点地震作用下的性能的试验,目前的试验设备也无能为力.近年来得到发展的实时子结构实验方法的优点就是能够在现有实验条件下对工程结构中关键部分进行足尺实验,该方法为实现多维多点土-结构动力相互作用混合试验提供了可能.本文以九子台模拟地震振动台台阵为设备基础,将土模型作为数值子结构,结构物作为物理子结构,研究考虑土-结构动力相互作用的多维多点混合抗震试验方法.

关键词：土-结相互作用动力子结构试验地震模拟振动台台阵设备整体分析法

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动力子结构算子分解法的试验验证

动力子结构算子分解法的试验验证

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作者：付佳丽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

抗震试验是研究结构抗震性能的重要手段,但是传统抗震试验方法各有缺陷,已经无法满足试验的要求,而实时子结构试验将结构分为数值模拟的数值子结构和关键部分的试验子结构,能够实现试件速度。动力子结构试验由实时子结构试验发展而来,... 详细信息

抗震试验是研究结构抗震性能的重要手段,但是传统抗震试验方法各有缺陷,已经无法满足试验的要求,而实时子结构试验将结构分为数值模拟的数值子结构和关键部分的试验子结构,能够实现试件速度。动力子结构试验由实时子结构试验发展而来,在加载时考虑了试件质量对试验反力的影响,常用于TLD、TMD等新型结构减振试验。数值积分算法是动力子结构实验的关键影响因素,研究具有良好稳定性和较高精度的实时积分算法具有重要意义。本课题就是在这种背景之下,研究动力子结构试验算子分解法的算法特性,并通过试验进行验证。主要研究内容及结果如下:(1)阐述了动力子结构算子分解法的相关原理,通过数值仿真进一步验证了算法性能。结果表明:单自由度体系中质量比对未修正的动力OS法稳定性有影响,对修正后的动力OS法稳定性无影响;修正后的动力OS法的算法精度优于未修正的动力OS法。多自由度动力OS法为有条件稳定,其稳定性由多个结构参数共同决定。(2)研究了基于MTS系统的动力子结构试验具体实施方法,通过混合模拟验证了MTS系统能完成动力子结构OS法试验。研究了基于动力OS法的时滞补偿方法,目的是保证加载时实现试件的加速度和速度。该时滞补偿方法在混合模拟和试验验证中都取得了不错的结果。(3)完成了多项实时混合试验以验证动力子结构OS法的性能,包括试验子结构为纯质量试件的单自由度试验、试验子结构为质量-弹簧体系的单自由度试验和两自由度试验。试验结果表明:单自由度体系在质量比大于1时,未修正的动力OS法发散,而修正的动力OS法保持稳定且接近精确解;在本文的参数条件下,多自由度体系的OS法稳定性随着质量比的增大而降低;所有试验中随着质量比的增加,算法精度均降低。试验结果与理论分析结果一致,验证了动力OS法的有效性。

关键词：实时子结构试验动力子结构试验算子分解法稳定性时滞补偿

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单自由度实时混合试验的控制方法

单自由度实时混合试验的控制方法

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作者：周惠蒙哈尔滨工业大学

学位级别：博士

由于地震作用和工程结构的复杂性，结构抗震试验方法的研究显得尤为重要。而近年来一些新兴的结构抗震装置很难用传统的抗震试验方法来检验其抗震性能。实时混合试验方法具有能进行大比例尺甚至足尺试验和实时试验的优良特性，它能够克... 详细信息

由于地震作用和工程结构的复杂性，结构抗震试验方法的研究显得尤为重要。而近年来一些新兴的结构抗震装置很难用传统的抗震试验方法来检验其抗震性能。实时混合试验方法具有能进行大比例尺甚至足尺试验和实时试验的优良特性，它能够克服传统抗震试验方法的局限性。实时混合试验方法将结构分为数值子结构和实验子结构，通过传递系统（作动器或振动台）来实现实验子结构和数值子结构之间的边界条件的协调。传递系统的动力特性会影响整个实时混合试验系统的稳定和精度，因此，用控制方法消除传递系统动力特性的影响有十分重要的意义。本文研究了实时混合试验中的控制方法，主要的研究内容如下： 1、对于非线性结构实时混合试验的等效力控制方法，本文采用滑动模态控制器代替PID控制器作为等效力控制方法的外部控制器。针对实时混合试验，研究了滑动模态控制器的设计方法，进行了线性和非线性试件的数值仿真和实时混合试验。仿真及试验结果验证了本文方法的良好控制效果。 2、针对非匹配不确定性设计滑动模态控制器作为等效力控制方法的外部控制器，讨论了关键参数对等效力控制性能的影响，分析了采用这种滑动模态控制器的等效力控制方法的稳定性。数值仿真结果表明滑动模态控制对非线性试件是有较好的控制效果。 3、针对等效力控制方法的时滞采用了自适应预测补偿算法来补偿，分析了自适应参数对时滞补偿效果的影响。线弹性试件的数值仿真和试验表明这种方法比单纯的等效力控制方法稳定性更好，非线性试件的实时混合试验结果表明这种方法比固定时滞补偿能得到更好的补偿效果。 4、针对实时混合试验速度、加速度控制的问题，提出了基于显式积分算法的等效力控制方法。磁流变阻尼器试件的实时混合试验证明了基于Newmark显式方法的等效力控制方法的可行性，纯惯性试件的实时混合仿真验证了基于L稳定实时协调显式算法的等效力控制方法的可行性。 5、对动力子结构试验中的加速度控制方法进行了研究，将前置滤波结合后置滤波来控制动力子结构试验中加速度响应高频振荡，采用压差反馈控制来削弱台面加速度响应噪声。纯惯性试件的振动台混合试验验证了试验平台的性能，圆柱形调谐液体阻尼器(CTLD)的振动台混合试验验证了CTLD能够较好地控制结构在地震中的加速度响应。

关键词：实时混合试验动力子结构试验显式积分算法等效力控制方法自适应时滞补偿

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多点激励下大跨度钢筋混凝土桥梁地震响应振动台阵试验研究

多点激励下大跨度钢筋混凝土桥梁地震响应振动台阵试验研究

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作者：闫晓宇天津大学

学位级别：博士

桥梁是交通生命线系统的重要枢纽工程，其抗震安全问题一直是学术界和工程界的关注焦点。对于地质条件复杂、空间跨度大的长大桥梁，地震动行波效应和土—结构相互作用（SSI）效应是其地震响应分析中两个关键问题。然而，目前对于多点... 详细信息

桥梁是交通生命线系统的重要枢纽工程，其抗震安全问题一直是学术界和工程界的关注焦点。对于地质条件复杂、空间跨度大的长大桥梁，地震动行波效应和土—结构相互作用（SSI）效应是其地震响应分析中两个关键问题。然而，目前对于多点激励下考虑SSI效应的大跨度桥梁地震响应特性问题，尚缺乏深入的理论分析和系统的试验研究。本文以大跨度连续刚构桥、连续梁桥、连续刚构—简支梁组合桥为研究对象，通过模拟地震振动台阵试验，系统地研究了多点激励下大跨度桥梁的地震响应特征，揭示了行波效应和SSI效应对大跨度桥梁地震响应的影响规律，为建立大跨度桥梁抗震设计理论与方法提供了重要的试验依据。本文的主要研究工作和创新性成果包括如下几个方面：（1）考虑行波效应和SSI效应的大跨度钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥非线性地震响应数值模拟分析。选取El-Centro地震波、唐山地震北京波，分析了某六跨钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥在一致激励和行波激励下的非线性地震响应，研究了行波效应和SSI效应对该刚构—连续梁组合桥地震响应的影响规律。结果表明，行波效应增大了箱梁的受力，箱梁应力峰值随视波速增大单调递减;行波效应使墩梁固结桥墩的受力和变形呈非单调变化规律，地震响应峰值随视波速增大而先减小后增加;SSI效应增大了桥梁结构地震响应，其峰值随剪切波速增大单调递减;同时考虑行波效应和SSI效应，地震响应峰值随视波速变化曲线的拐点位置和切线斜率均发生改变，其地震响应幅值不是两种效应影响下的简单叠加;行波效应和SSI效应对桥梁地震响应的影响程度随地震波和墩梁约束条件的不同而有所差异。（2）考虑行波效应和局部场地效应的大比例连续刚构桥模型振动台阵试验研究。选取El-Centro地震波、唐山地震北京波、汶川地震波，对一1:10比例的三跨连续刚构桥模型进行了振动台阵试验，系统分析了一致激励、行波效应和局部场地效应对该连续刚构桥地震响应的影响规律。结果表明，行波效应增大了桥梁结构的地震响应，但其峰值随视波速的增加而单调递减;局部场地效应增大了桥墩变形和墩底受力，但降低了墩梁固结节点受力;同时考虑行波效应和局部场地效应时，桥墩的地震响应比一致激励以及单独考虑行波效应和局部场地效应时有所增大;各个桥墩因其约束形式、承担上部结构荷载等因素的差异而对行波效应、局部场地效应的敏感程度不同;刚构桥对地震动频谱特性十分敏感，不同的地震波作用下，地震响应峰值及增幅均有明显差异。（3）考虑行波效应和SSI效应的大比例连续刚构桥模型振动台阵试验研究。拟合三条人工地震波，对上述三跨连续刚构桥模型进行了考虑SSI效应的振动台阵试验，系统分析了行波效应和SSI效应对该连续刚构桥模型地震响应的影响规律。结果表明，地震动频谱特性对考虑SSI效应的桥梁结构地震响应有一定影响，同时考虑SSI效应使桥梁结构墩底的输入地震动峰值和频谱分布发生较大变化;桥墩与上部结构连接形式是影响SSI效应界面力的重要因素，而剪切波速和土层厚度则是影响SSI效应的重要因素;考虑行波效应和SSI效应均增大了桥墩变形、墩底受力和墩梁固结节点受力;同时考虑行波效应和SSI效应，由于输入地震动存在相位差，连续刚构桥的地震响应不是单独考虑行波效应或SSI效应的地震响应的简单叠加，且输入和响应的双重相位差使得同时考虑两种效应的地震响应分析更为复杂;验证了实时耦联动力子结构试验技术的可行性和有效性。（4）考虑SSI效应的大比例连续梁桥模型振动台阵试验研究。选取El-Centro地震波、集集（CHI-CHI）地震波和人工地震波，对一1:10比例的四跨高架连续梁桥模型进行了考虑SSI效应的振动台阵试验，系统地分析了SSI效应对连续梁桥地震响应的影响规律。结果表明，SSI效应增大了桥墩变形、墩底受力及墩顶水平加速度，地震响应峰值随剪切波速的减小而单调递增，说明剪切波速是影响SSI效应的重要因素;桥梁结构的加速度响应、位移响应和应变响应对SSI效应的敏感程度有所差异，其中加速度响应对SSI效应最敏感，考虑SSI效应后增幅最大，且SSI效应将引起支座位移的剧烈变化;进一步验证了实时耦联动力子结构试验技术的可行性和有效性。（5）大跨度钢筋混凝土连续刚构—简支梁组合桥模型振动台阵试验研究。选取El-Centro地震波、唐山地震北京波和汶川地震波，对由前述三跨连续刚构桥模型与一跨简支梁桥模型组成的连续刚构—简支梁组合桥模型进行了振动台阵试验，系统地分析了桥梁碰撞对该组合桥各部位地震响应的影响规律，并为桥梁碰撞行为和减隔震装置的精细化模拟提供了试验依据。结果表明，行波效应和桥梁结构邻梁刚度、质量差异均为桥梁邻梁碰撞的诱因;考虑行波效应后，铅芯橡胶支座对邻梁碰撞相对位移和碰撞力的控制能力强于板式橡胶支座，但对结构加速度响应的控制不一定优于板式橡胶支座;不同地震波减隔震效果存在

关键词：大跨度桥梁多点激励地震响应振动台阵试验行波效应局部场地效应土—结构相互作用(SSI)效应实时耦联试验动力子结构试验碰撞连续刚构桥连续梁桥连续刚构—简支梁组合桥

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