結(jié)構(gòu)抗震動力試驗誤差分析研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)抗震性能的研究通常有試驗研究、理論分析和仿真分析等手段，目前模擬地震振動臺模型試驗是研究結(jié)構(gòu)整體抗震性能、確認其抗震能力的重要方法之一。對試驗的動力相似理論進行分析和討論并對試驗進行誤差分析及對其結(jié)果修正方面的研究有助于推動動力試驗方法的完善，有助于更好地利用動力試驗結(jié)果來指導結(jié)構(gòu)設(shè)計和提高與改進結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文在現(xiàn)有模擬地震振動臺結(jié)構(gòu)模型試驗研究成果的基礎(chǔ)上，分析了試驗?zāi)Ｐ椭谱鬟^程中和試驗實施過程中出現(xiàn)的誤差；評估了誤差對

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

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6個典型的結(jié)構(gòu)計算模型，分別對含有尺寸誤差和無尺寸誤差的情況進行了彈性時程分析。對時程分析中反映出的結(jié)構(gòu)動力特性和動力響應(yīng)（如周期、最大加速度等）進行分析比較，結(jié)合理論分析，提出了對尺寸誤差進行修正的方法，并嘗試提出了對結(jié)構(gòu)基本周期進行修正的公式。 ⑷運用SAP2000有限元分析程序，對一個10層框架——剪力

4、墻結(jié)構(gòu)的模擬地震振動臺試驗進行研究，分析由于材料特性差異對振動臺試驗結(jié)果的影響。主要考察了材料特性不同時結(jié)構(gòu)在遭遇地震動時的動力反應(yīng)變化，包括結(jié)構(gòu)在各水準地震動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)了模型試驗中各種動力相似關(guān)系并引出振動臺模型試驗中的重力失真問題。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間相似系數(shù)的變化規(guī)