振动台实时混合试验时滞补偿与稳定性研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woai2010ni
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
工程结构抗震研究一直是土木工程领域的热点问题,实时混合试验是研究结构抗震性能的有效工具之一,其原理是将被研究的结构物拆分为试验部分的物理子结构和仿真模拟部分的数值子结构,两个子结构之间“实时”地交互数据。实时混合试验结合了计算机计算能力强与伺服液压系统的加载能力大两方面优点。本文基于伺服液压系统,建立了动力耦合的实时混合试验平台,以振动台实时混合试验中出现的时滞和稳定性问题为研究对象,主要开展了下述研究工作:(1)基于液压伺服动力作动系统,引入土—结构动力相互作用的集总参数模型作为数值子结构,采用模块化的控制系统搭建了考虑动力耦合作用的实时混合试验平台,试验验证了平台的可行性和正确性,表明伺服液压系统不可避免地存在时滞,会影响试验的实时性,应予以补偿。(2)基于时滞分割假定,将系统时滞分割为空载定时滞和负载变时滞,提出了二阶段在线迭代时滞补偿方法,结合系统时滞的实时计算方法,分别进行了数值仿真模拟和桥墩实时混合试验,试验结果表明所提出的时滞补偿方法具有精度高、稳定性好、自适应性好的特点,可以在线计算液压伺服系统时滞,服务于上述实时混合试验平台,实现了10Hz以上高频段的高精度补偿。(3)基于Lyapunov-Krasovskii稳定性判定理论,分析了考虑动力耦合效应的实时混合试验稳定性,并求解变时滞系统中的临界时滞保守值;基于广义特征矩阵方法,计算出实时混合试验中定时滞系统的临界时滞;分析表明,液压伺服系统的时滞变化越快,实时混合试验越容易失稳,给出预判方法。(4)基于数值积分算法中的放大矩阵稳定性理论,考虑到数值子结构的积分算法稳定性与伺服液压系统的时滞稳定性之间存在相互影响,本文提出了综合分析液压系统时滞和数值积分算法对实时混合试验稳定性影响的分析方法和稳定性判据。
其他文献
目前,综合混凝土结构常用的加固方法,体外预应力加固技术相比其它加固方法具有独特的优势。但还存在着一些缺陷,比如锚固处理复杂,可能会破坏原结构的柱、板。为解决这些问题,本文提出了三腹杆体外预应力加固技术。主要研究内容与得到的结论如下:(1)提出了三腹杆新型转向装置,锚固与预应力的施加方法。推导了体外索的方程和各段索内力表达式,并推出了体外索两侧1/4处腹杆伸长量为跨中腹杆的3/4;得到了索长增量与跨
局部锚杆失效引发的基坑连续破坏事故时有发生,本文利用自行设计的大型试验平台开展了多组大尺寸局部锚杆失效的模型试验,研究了锚杆布置高度、基坑开挖深度、锚杆失效速率对土压力、锚杆轴力、冠梁和桩身内力等的影响。此外,探索了多道锚杆支护基坑局部锚杆失效时的荷载传递规律。同时采用PLAXIS3D有限元软件对模型试验结果进行了验证,在此基础上系统研究了基坑开挖深度、土体参数等对桩锚支护基坑连续破坏机理的影响。
世界范围内,恐怖袭击和爆炸事件时有发生,意外爆炸事故的发生会使爆源附近的人员造成伤亡,同时爆炸波的传播还会引起结构构件的损坏,严重甚至导致结构的整体倒塌,对人类生命和财产安全造成重大威胁。在隔震结构的发展方面,由于柱顶隔震结构良好的抗震性能,越来越广泛的应用于重要建筑。因此,急需对柱顶隔震结构柱在爆炸荷载下的响应进行分析,从而揭示柱顶隔震结构柱的破坏模式,为柱顶隔震结构柱的抗爆设计提供依据。本文主
矩形钢管混凝土组合异形柱结构体系可将柱肢藏于墙间,避免梁柱凸角,能够有效增大建筑使用面积,在住宅建筑领域拥有良好的应用前景。现有的组合异形柱结构体系包括异形柱-框架体系、异形柱-支撑体系与异形柱-组合剪力墙体系。其中异形柱-框架体系受其抗侧能力制约,难以应用于高层建筑;异形柱-支撑体系支撑布置灵活性较差,应用范围较窄;异形柱-组合剪力墙体系的组合剪力墙需要现场浇筑,装配化程度较低。为解决上述问题,
双钢板-混凝土组合剪力墙结构是一种由钢板和混凝土组成的“三明治”结构,即两层钢板和中间夹层混凝土,通过设置连接件以增加该结构整体连接性能。该组合结构具有整体性好、侧向刚度大、延性好等优点。本文以J型钩连接的双钢板-混凝土组合剪力墙为研究对象,采用试验研究和数值分析相结合的方法,分别对无边柱和有边柱的J型钩连接的双钢板-混凝土组合剪力墙进行了研究和分析。本文主要研究内容如下:(1)本文设计制作了6个
在大型公共建筑中出现了大量结构复杂的建筑,此类建筑施工难度较大,若施工不当结构极易在施工过程与服役期间出现各种问题。天津茱莉亚学院作为一座由四个大悬挑单体与五条空中连廊组成的大悬挑连体结构,施工难度极大,但目前对于连体结构的研究多集中在单一连廊连接两个塔楼的结构形式,针对这种大悬挑连体结构施工过程的研究基本处于空白。因此本文采用了数值模拟和现场监测的研究方法,对天津茱莉亚学院大悬挑连体钢结构施工过
近年来,高层建筑数量逐渐增多,桩基在高层建筑基础中被大量应用。由于桩-土作用的复杂力学行为的研究尚不充分,目前的桩基沉降计算方法还未完善。目前,工程上较常使用的简化是基于Mindlin解的Geddes法来计算群桩基础沉降,但是计算值与实际差距较大。本文借助有限元分析软件,建立模型分析了单桩、多桩、群桩基础的不同桩数下应用基于Mindlin解的Geddes法计算沉降产生偏差的原因,分析对沉降计算结果