【摘 要】
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在目前的抗震试验方法中,子结构抗震混合试验方法作为有效的抗震研究手段已经有了长足的发展。子结构抗震混合试验方法将数值分析和物理加载相结合,能够降低对试验场地的需求,通过截取试验子结构的方法对大型结构开展试验。但是,对于子结构混合试验方法中复杂边界条件模拟的问题是一个难点,也是保证混合试验可行性和准确性的关键。基于反弯点的边界条件模拟方法在弹性阶段很好的完成了对试验子结构的简化加载,但是在结构进入强
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目:面向大型复杂结构的抗震混合试验方法关键问题研究,项目编号为 51778394,研究时间为2018年01月01日至2021年12月31日;
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在目前的抗震试验方法中,子结构抗震混合试验方法作为有效的抗震研究手段已经有了长足的发展。子结构抗震混合试验方法将数值分析和物理加载相结合,能够降低对试验场地的需求,通过截取试验子结构的方法对大型结构开展试验。但是,对于子结构混合试验方法中复杂边界条件模拟的问题是一个难点,也是保证混合试验可行性和准确性的关键。基于反弯点的边界条件模拟方法在弹性阶段很好的完成了对试验子结构的简化加载,但是在结构进入强非线性阶段时的适用性问题,少有研究者得出较好的研究成果。本文针对该问题展开理论和试验研究,讨论采用反弯点法边界条件加载方法开展结构强非线性试验的可行性,主要内容如下:(1)本文设计符合《建筑抗震设计规范》的三层两跨四榀钢框架,采用非完全缩尺方法对框架进行缩尺。选取其中一榀三层两跨钢框架建立Open Sees有限元模型模拟水平地震力作用,研究了从弹性到强非线性全过程,梁柱线刚度比、地震动、跨数、轴压比等方面对反弯点位置的变化影响。(2)通过分析框架柱中的剪切变形、弯曲变形及轴力的二阶效应,解释了钢框架结构在水平地震作用下反弯点位置变化及内力分布变化的力学机理。其中弯曲变形是反弯点位置在弹性阶段偏离柱中的主要原因,二阶效应是剪力分配进入塑性阶段后差异增大的主要原因,并导致结构更易受到破坏,模拟加载时不应忽略。(3)选取不同反弯点位置采用反弯点法进行试验子结构的模拟加载,对比弹性阶段和强非线性阶段的加载误差,讨论了梁柱线刚度比变化情况下,反弯点位置变化对试验子结构全过程边界条件模拟的影响,提出了试验子结构全过程边界条件加载的加载边界选取方法。(4)设计两层两跨钢框架模型进行抗震Pushover试验研究,该试验能够清晰地反应结构阶段性抗震性能。依据有限元分析的结果进行详细的测点布置、加载装置布置,进行多点协调位移控制加载,试验结果和有限元分析比较结果表明,本文的理论分析正确有效。
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