砌塊組合墻體的擬動(dòng)力試驗(yàn)方法及抗震性能分析.pdf

1、砌塊組合墻體系采用封底砌塊作為主要墻體材料，周邊和內(nèi)部設(shè)置鋼筋混凝土約束梁柱的一種新型承重墻體單元。混凝土約束梁、柱與砌塊之間的約束作用，使得墻體具有良好的抗震性能。擬動(dòng)力試驗(yàn)是研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抗震性能的一種試驗(yàn)技術(shù)，它將地震作用離散為一組以時(shí)間間隔的地震加速度波形，通過計(jì)算機(jī)求解結(jié)構(gòu)動(dòng)力運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算其動(dòng)力反應(yīng)，應(yīng)用加載設(shè)備幫助結(jié)構(gòu)完成在地震作用下的模擬振動(dòng)。 該方法吸收了偽靜力試驗(yàn)和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)兩種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)吸收了結(jié)構(gòu)理

2、論分析和計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)將計(jì)算與試驗(yàn)巧妙地結(jié)合起來，既克服了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中的臺(tái)面尺寸和臺(tái)座承載能力限制的問題，又避免了計(jì)算機(jī)模擬中需要假設(shè)恢復(fù)力特性的問題。它可以模擬大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，自開發(fā)成功以來，在抗震試驗(yàn)方面得到了廣泛的應(yīng)用，它己成為工程結(jié)構(gòu)抗震研究中強(qiáng)有力的工具。 在擬動(dòng)力試驗(yàn)過程中，由于砌塊組合墻體自身剛度較大，位移反應(yīng)小，實(shí)驗(yàn)室中的位移控制分辨率遠(yuǎn)大于剛度較大的砌體組合墻體擬動(dòng)力試驗(yàn)的容許位移誤差。因此

3、采用力控制的加載方式，而普通伺服作動(dòng)器難以滿足加載力要求，故常采用千斤頂加載。但這樣會(huì)造成每步加載耗時(shí)較長(zhǎng)；并且墻體的固有頻率較高，要求積分步長(zhǎng)選取不宜過大，否則會(huì)造成積分步數(shù)過多，每步引入的誤差累積嚴(yán)重，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果發(fā)散，試驗(yàn)失敗。有效的抑止試驗(yàn)誤差的累積以及降低試驗(yàn)時(shí)間是目前擬動(dòng)力試驗(yàn)亟需解決的難題。本文針對(duì)上面提到的問題，提出通過計(jì)算機(jī)預(yù)估出結(jié)構(gòu)反應(yīng)極點(diǎn)，然后大步逼近到目標(biāo)值，最后在大步加載時(shí)間內(nèi)采用細(xì)化積分步長(zhǎng)對(duì)目標(biāo)值進(jìn)行修正的

4、方法。并且通過計(jì)算機(jī)對(duì)線性和非線性結(jié)構(gòu)模型的擬動(dòng)力試驗(yàn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明，此方法不僅提高了積分精度，而且大大的降低了加載次數(shù)，從根本上減少誤差的引進(jìn)，保證擬動(dòng)力試驗(yàn)穩(wěn)定、可靠的進(jìn)行下去。 同時(shí)本文以砌塊組合墻體擬動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果為指導(dǎo)，通過彈塑性有限元程序分析計(jì)算了大量的模型墻片，驗(yàn)證了砌塊組合墻體具有良好的抗震性能。討論了約束作用和彎曲(剪跨比)對(duì)墻體極限抗側(cè)能力的影響，給出影響系數(shù)曲線，并在此基礎(chǔ)上修正了組合墻體抗側(cè)極限