采用界面單元的子結(jié)構(gòu)混合試驗方法研究.pdf

1、子結(jié)構(gòu)混合試驗方法是抗震試驗方法中的一項熱門研究內(nèi)容。該方法將結(jié)構(gòu)中行為復雜的部分作為試驗子結(jié)構(gòu)進行試驗獲取準確的恢復力，其余部分在計算機中進行數(shù)值模擬，獲得慣性力和阻尼力，不僅可以模擬結(jié)構(gòu)在地震動作用下的動力響應(yīng)，又能大大降低對加載裝置動力性能的要求，減少了試驗成本。子結(jié)構(gòu)混合試驗方法的核心問題在于不同子結(jié)構(gòu)之間的邊界協(xié)調(diào)，本文利用界面單元方法，對不同自由度耦合問題、支座激勵問題、多點激勵問題進行研究。在此基礎(chǔ)上，研究粘彈性人工邊界及

2、地震動輸入問題，以云南牛欄江大橋為例進行土結(jié)相互作用研究，驗證界面單元方法的可行性。本文主要進行了以下工作:
　　第一，針對子結(jié)構(gòu)混合試驗中不同子結(jié)構(gòu)邊界協(xié)調(diào)問題，提出界面單元方法，并引入靜力凝聚與BFGS方法，實現(xiàn)多子結(jié)構(gòu)不共節(jié)點的界面協(xié)調(diào)，并利用板板模型進行驗證。
　　第二，研究了實殼耦合中轉(zhuǎn)換矩陣理論，將轉(zhuǎn)換矩陣引入界面單元中實現(xiàn)了具有不同自由度子結(jié)構(gòu)的邊界耦合。建立ABAQUS板-梁模型，驗證了該方法的可行性。

3、>　　第三，對界面單元方法進行支座激勵分析時產(chǎn)生的問題進行研究，解決了界面單元方法支座激勵與非支座激勵之間算法的差別，并利用ABAQUS板梁的板激勵模型進行驗證。針對考慮行波效應(yīng)的多點激勵問題進行簡單模擬，利用界面單元方法實現(xiàn)多點激勵分析，并與ABAQUS整體分析結(jié)果對比。
　　第四，研究粘彈性人工邊界及其地震動輸入方法，建立不同尺寸參數(shù)的ABAQUS二維、三維土體模型，驗證了粘彈性人工邊界地震動輸入方法的準確性。
　　第五