結(jié)構(gòu)抗震動(dòng)力試驗(yàn)誤差分析研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)抗震性能的研究通常有試驗(yàn)研究、理論分析和仿真分析等手段，目前模擬地震振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)是研究結(jié)構(gòu)整體抗震性能、確認(rèn)其抗震能力的重要方法之一。對(duì)試驗(yàn)的動(dòng)力相似理論進(jìn)行分析和討論并對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行誤差分析及對(duì)其結(jié)果修正方面的研究有助于推動(dòng)動(dòng)力試驗(yàn)方法的完善，有助于更好地利用動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和提高與改進(jìn)結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文在現(xiàn)有模擬地震振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，分析了試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱鬟^程中和試驗(yàn)實(shí)施過程中出現(xiàn)的誤差；評(píng)估了誤差對(duì)

2、試驗(yàn)結(jié)果的影響；提出了滿足結(jié)構(gòu)抗震動(dòng)力試驗(yàn)研究要求的誤差分析和修正方法；最后分析了重力失真對(duì)模型試驗(yàn)結(jié)果的影響機(jī)理及影響程度。主要內(nèi)容可概括如下： ⑴對(duì)6個(gè)整體試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)模型尺寸進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，繪制了實(shí)際模型尺寸誤差分布的頻率直方圖，直觀地得到了試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽缯`差的特性和一般分布規(guī)律。根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，提出尺寸誤差的分布具有正態(tài)分布的特點(diǎn)。 ⑵通過“偏度、峰度檢驗(yàn)法”檢驗(yàn)了尺寸誤差服從

3、正態(tài)分布的假設(shè)；根據(jù)尺寸誤差服從正態(tài)分布的結(jié)論，提出了在有限元軟件中模擬具有尺寸誤差的結(jié)構(gòu)模型的建模方法。 ⑶針對(duì)6個(gè)典型的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，分別對(duì)含有尺寸誤差和無尺寸誤差的情況進(jìn)行了彈性時(shí)程分析。對(duì)時(shí)程分析中反映出的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)（如周期、最大加速度等）進(jìn)行分析比較，結(jié)合理論分析，提出了對(duì)尺寸誤差進(jìn)行修正的方法，并嘗試提出了對(duì)結(jié)構(gòu)基本周期進(jìn)行修正的公式。 ⑷運(yùn)用SAP2000有限元分析程序，對(duì)一個(gè)10層框架——剪力

4、墻結(jié)構(gòu)的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)進(jìn)行研究，分析由于材料特性差異對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果的影響。主要考察了材料特性不同時(shí)結(jié)構(gòu)在遭遇地震動(dòng)時(shí)的動(dòng)力反應(yīng)變化，包括結(jié)構(gòu)在各水準(zhǔn)地震動(dòng)作用下周期及加速度、位移反應(yīng)等的變化。歸納出模型試驗(yàn)中材料特性差異引起誤差的一般性結(jié)論。 ⑸總結(jié)了模型試驗(yàn)中各種動(dòng)力相似關(guān)系并引出振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)中的重力失真問題。拋開具體的結(jié)構(gòu)形式，剖析了重力失真對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力剛度和重力二階效應(yīng)的影響，解析了重力失真模型時(shí)間相似系數(shù)的變化規(guī)