結構抗震動力試驗誤差分析研究.pdf

1、工程結構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構整體抗震性能、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果來指導結構設計和提高與改進結構的抗震性能。本文在現(xiàn)有模擬地震振動臺結構模型試驗研究成果的基礎上，分析了試驗模型制作過程中和試驗實施過程中出現(xiàn)的誤差；評估了誤差對

2、試驗結果的影響；提出了滿足結構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果的影響機理及影響程度。主要內容可概括如下： ⑴對6個整體試驗的結構模型尺寸進行測量，在對測量數據進行了整理和統(tǒng)計的基礎上，繪制了實際模型尺寸誤差分布的頻率直方圖，直觀地得到了試驗模型尺寸誤差的特性和一般分布規(guī)律。根據所測數據的統(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；根據尺寸誤差服從正態(tài)分布的結論，提出了在有限元軟件中模擬具有尺寸誤差的結構模型的建模方法。 ⑶針對6個典型的結構計算模型，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構動力特性和動力響應（如周期、最大加速度等）進行分析比較，結合理論分析，提出了對尺寸誤差進行修正的方法，并嘗試提出了對結構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、墻結構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果的影響。主要考察了材料特性不同時結構在遭遇地震動時的動力反應變化，包括結構在各水準地震動作用下周期及加速度、位移反應等的變化。歸納出模型試驗中材料特性差異引起誤差的一般性結論。 ⑸總結了模型試驗中各種動力相似關系并引出振動臺模型試驗中的重力失真問題。拋開具體的結構形式，剖析了重力失真對結構的應力剛度和重力二階效應的影響，解析了重力失真模型時間相似系數的變化規(guī)