基于反彎點(diǎn)的子結(jié)構(gòu)界面模擬方案數(shù)值模擬研究.pdf

1、子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法是一種僅將結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，其他部分采用有限元方法模擬的混合試驗(yàn)方法。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)和計(jì)算子結(jié)構(gòu)分布在不同試驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)分布式子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，從而極大地共享不同實(shí)驗(yàn)室資源，是一種經(jīng)濟(jì)合理、應(yīng)用前景廣泛的試驗(yàn)方法。界面模擬問(wèn)題是子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的關(guān)鍵核心問(wèn)題，現(xiàn)階段還處于初步研究階段，嚴(yán)重制約了子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法的推廣和應(yīng)用?；诖?，本文從傳統(tǒng)子結(jié)構(gòu)界面模擬方案出發(fā)，提出了基于反彎點(diǎn)的子結(jié)構(gòu)

2、界面模擬方案，采用開源有限元分析軟件OpenSEES進(jìn)行數(shù)值模擬分析，研究證明了本文提出方案的可行性。
　　本文首先基于剪切型結(jié)構(gòu)模型，對(duì)兩種傳統(tǒng)的子結(jié)構(gòu)模擬方案，考慮全因素的界面模擬方案，以及本文提出兩種基于反彎點(diǎn)的界面模擬方案進(jìn)行了數(shù)值模擬比較。分析結(jié)果表明：傳統(tǒng)不考慮傾覆力矩的方案在幾乎為純剪切型結(jié)構(gòu)情況下不論是宏觀位移和滯回曲線，還是內(nèi)力，均存在較大誤差；傳統(tǒng)考慮傾覆力矩的方案較傳統(tǒng)不考慮傾覆力矩的方案位移和滯回曲線有所改

3、善，但誤差依然較大；考慮全因素的界面模擬方案，考慮了界面上所有信息的傳遞（包括彎矩、剪力和軸力），理論上可以得到幾乎和準(zhǔn)確值一致的結(jié)果，但是由于其彎矩模擬實(shí)現(xiàn)的實(shí)際操作困難，導(dǎo)致在目前加載測(cè)試設(shè)備技術(shù)情況下很難實(shí)現(xiàn)；本文提出兩種基于反彎點(diǎn)的模擬方案，較考慮全因素的界面模擬方案誤差基本相當(dāng)，且很好的利用反彎點(diǎn)特點(diǎn)避開了彎矩模擬的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，具有較好的可操作性。
　　隨后，在上述研究基礎(chǔ)上，針對(duì)彎剪型模型，采用均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，綜合考慮

4、不同層數(shù)、跨度、地震峰值加速度和梁柱線剛度比情況下，對(duì)上述試驗(yàn)方案進(jìn)行了數(shù)值模擬比較研究以及相應(yīng)的誤差分析，模擬結(jié)果表明：從位移、內(nèi)力（剪力、彎矩、軸力）時(shí)程曲線和滯回曲線比較可以看出，對(duì)于彎剪型模型，本文提出的基于反彎點(diǎn)的界面處理方案可以得到和剪切型模型相似的結(jié)論，即較傳統(tǒng)方案誤差有較大改善，尤其是第二種方案具有更好的可操作性，是可行的；從累積誤差及其回歸分析可以看出，兩種基于反彎點(diǎn)的方案誤差較小相對(duì)傳統(tǒng)方案有所改善。從位移、內(nèi)力和四