拟动力试验上课讲义.ppt

《拟动力试验上课讲义.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、拟动力试验非周期性加载的两种方案给定输入的加速度记录，通过计算机作非线性动力分析，计算得到位移反应曲线，将位移反应历程作为输入，控制加载。这种方法要求事先假定结构的恢复力模型，这种恢复力模型是否符合实际？将计算机及计算技术直接应用于控制试验加载。不需要事先假定结构的恢复力模型，恢复力可以直接从作用于试件的加载器的荷载值测得，由计算机完成非线性地震反应微分方程的求解。拟动力试验发展历史1969年日本伯野元彦博士最初提出联机试验，将模拟计算机与试验联线成一个系统。1971年日本冈田恒男教授应用于结构抗震试验。1981年日美合作完成一座七层钢筋混凝土框架房屋足尺结构拟动力试验。

2、1983年中国建筑科学研究院结构所完成1/6底层大空间12层剪力墙结构拟动力试验。计算机—加载器联机系统工作原理用电子计算机将地震地面运动加速度转换成作用在结构或构件上的位移和与此位移相应的加振力。随地面运动加速度时程曲线的变化，作用在结构上的位移和加振力也变化，得到实际地震作用下结构连续反应全过程，得到结构恢复力特性曲线。拟动力试验的试验设备电液伺服加载器+电子计算机=联机系统电子计算机的功能：按某一时刻输入的地面运动加速度，以及上一时刻试验得到的恢复力计算下一时刻的位移反应，并据此对加载系统发出施加位移的指令，从而测出在该位移下的力。采集试验中结构的应变、位移数据，进

3、行演算处理。加载控制系统的功能加载控制系统由电液伺服加载器及模控系统组成。模控系统是根据该时刻由计算机传来的位移指令，转换成电压输入，控制加载器的伺服系统。联机系统由专用软件系统通过数据库和运行系统来执行操作指令，进行整个系统的控制和运行。拟动力试验工作流程对计算机系统输入某一确定性的地震地面运动加速度。在加速度时程曲线中，加速度幅值随时间t的改变而变化，为便于用数值积分方法求解运动方程，将加速度时程曲线按t分成许多微小时段，假定在t时段内加速度呈直线变化。拟动力试验工作流程由计算机按第n步的地面运动加速度输入，求第n+1步的指令位移当输入后，在时间内，由第n-1和n步的

4、位移和以及第n步的恢复力，按运动方程求第n+1步的位移拟动力试验工作流程由中心差分法拟动力试验工作流程代入微分方程得：拟动力试验工作流程由加载系统的计算机将位移转换成电压信号，输入到电液伺服加载器，对结构施加与位移相应的荷载。拟动力试验工作流程由电液伺服加载器上的荷载及位移传感器，直接量测结构的恢复力和加载器活塞行程的位移反应值拟动力试验工作流程将实测的和数值连续输入数据采集和反应分析系统的计算机，利用位移、和恢复力按上述同样方法重复运行、计算、加载和测量，求得位移和恢复力连续对结构进行试验加载，直到输入地震加速度时程指定的时刻。拟动力试验工作流程由于联机加载过程中用逐步

5、积分求解运动方程的时间间隔取值为0.005~0.01秒，而整个联机试验每一加载步长大致要持续几秒，这样的加载过程完全可以看成是静态的，为此可以忽略方程式中与速度有关的阻尼力两个自由度结构地震反应的联机试验试验对象：单跨双层钢筋混凝土框架，模型比例为1/4，试件安装在抗侧力台座上，用两台电液伺服加载器在一、二层框架横梁中部用控制位移方法进行水平加载。运动方程试验步骤时，结构的、和均为0计算时的地震位移反应，这时结构每一层的恢复力可由框架弹性分析得到试验步骤按线性加速度法计算得到加速度响应试验步骤代入运动方程得试验步骤由两台电液伺服加在器分别施加位移及，并测得相应的恢复力和试

6、验步骤计算第二步时的位移反应和用线性加速度法求解时刻运动方程时，必须知道尚待测定的恢复力试验步骤时刻的恢复力矩阵为：当结构进入非线性时，要求由试验值和来确定刚度矩阵的各元素数值是很困难的。试验步骤可以采用中心差分法试验步骤当时利用第一步计算结果的和代入上式，得试验步骤试验步骤采用中心差分法，将多自由度体系方程组转化为多个独立方程，避开了用刚度矩阵求解联列方程的问题，而各自由度的相互关系已隐含在测得的恢复力之中，使方程式求解大大简化。试验步骤重复步骤3，按和控制位移施加荷载，实测恢复力及，计算第3步位移反应和继续步骤3~5直至输入地面运动加速度时程指定的时刻对于两自由度联机

7、试验，第一个数值积分计算可用线性加速度法，以后均采用中心差分法进行计算。等效单自由度体系的联机试验多自由度系统的运动方程：如忽略阻尼项，则运动方程为等效单自由度体系的联机试验存在的问题：多自由度系统所受外力随时间呈随机分布，分布复杂；进入非线性阶段要求在较大的非线性范围内控制位移加载，以致在建立数学模型、计算和液压控制等方面带来困难。等效单自由度体系的联机试验在拟动力试验中发现：刚度大的多自由度结构或模型试验时，将会出现当各质点位移指标到达预计值而荷载却与预定值有较大的出入。从动力分析表明，刚度大的质点系统在地震过程中基本处于