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振动台子结构试验中界面力分布规律与简化的影响分析

作　者: 王乾宇
导　师: 田玉滨
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 地震模拟振动台子结构界面力非线性分析
分类号: TU317
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

地震模拟振动台试验是一种研究结构抗震性能的重要手段，由于目前试验条件的限制，大多数结构不能进行足尺试验，基于这种背景下，地震模拟振动台子结构试验方法就发展了起来，它将计算机模拟的数值子结构同试验子结构有机的结合在一起，一定程度上解决了模型试验的尺寸效应问题。本文介绍了国内外结构抗震试验方法的发展，以及地震模拟振动台的界面力的研究现状，并阐述了界面力获取的重要性，在此基础上做了如下研究。利用SAP2000通用有限元软件分析了四层两跨钢结构框架在El Centro地震波下的响应，得出结构在此地震动下的界面力。根据分析得到的界面力结果分析中间跨测点和边跨测点的界面力差别，并通过不同工况的对比，得出其界面力的规律，探讨产生这种规律的原因。模拟试验子结构的受力情况，并在简化弯矩、扭矩等界面力的情况下对比子结构与全结构响应的差异，对于此差异的原因进行了探讨。进一步针对刚度和质量两个因素对于子结构实验结果的影响进行研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-18
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 结构抗震试验方法的发展  10-13
    1.2.1 拟静力试验方法  10
    1.2.2 拟动力试验方法  10-11
    1.2.3 地震模拟振动台试验方法  11-13
  1.3 国内外子结构试验方法研究现状  13-16
    1.3.1 实时子结构试验  13-14
    1.3.2 网络协同混合试验  14-15
    1.3.3 地震模拟振动台子结构试验方法  15-16
  1.4 界面力获取的重要性  16-17
  1.5 本文主要研究内容  17-18
第2章目前国内外界面力的研究进展  18-23
  2.1 常用界面反力的获取方法  18-21
    2.1.1 基于结构动力响应量的界面反力获取方法  18-19
    2.1.2 基于材料弹性应变的界面力获取方法  19-20
    2.1.3 传感器直接测量界面反力  20-21
  2.2 子结构拟动力试验中界面力等效方法  21
  2.3 本章小结  21-23
第3章结构界面力分布规律的分析  23-66
  3.1 SAP2000 建模过程及软件介绍  23-28
    3.1.1 SAP2000 软件介绍  23
    3.1.2 时程分析方法的优点  23
    3.1.3 时程分析在 SAP2000 中的实现  23-24
    3.1.4 框架非线性铰的定义  24-26
    3.1.5 模型设计  26-27
    3.1.6 工况确定  27-28
  3.2 刚度对界面力结果的影响  28-49
    3.2.1 全结构等层间刚度  28-33
    3.2.2 二层柱刚度为原结构 1.5 倍  33-37
    3.2.3 二层柱刚度为原结构 2.0 倍  37-41
    3.2.4 二层柱刚度为原结构 2.5 倍  41-45
    3.2.5 二层柱刚度为原结构 3.0 倍  45-49
  3.3 质量对界面力结果的影响  49-60
    3.3.1 二层质量为原结构的 1.5 倍  49-53
    3.3.2 二层质量为原结构的 2.0 倍  53-57
    3.3.3 二层质量为原结构的 2.5 倍  57-60
  3.4 分析结果  60-65
    3.4.1 比较刚度对界面力结果的影响  60-63
    3.4.2 比较质量对界面力结果的影响  63-65
  3.5 本章小结  65-66
第4章界面力简化对子结构试验影响  66-73
  4.1 整体对比思路  66
  4.2 具体对比的实现  66-70
  4.3 刚度对子结构响应的影响  70-71
  4.4 质量对子结构响应的影响  71-72
  4.5 本章小结  72-73
结论与展望  73-74
参考文献  74-80
致谢  80

振动台子结构试验中界面力分布规律与简化的影响分析

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