國家住建部重點實驗室—結(jié)構(gòu)與抗震實驗室《單自由度結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)擬動力實驗》實驗指導(dǎo)書一.實驗?zāi)康睦斫饨Y(jié)構(gòu)擬動力抗震實驗方法及過程。計算、實驗得到結(jié)構(gòu)在強迫振動情況下的動力反應(yīng)。初步了解電液伺服加載實驗設(shè)備及加載方法。二.實驗內(nèi)容研究簡化單自由度結(jié)構(gòu)在地震激勵下的位移反應(yīng)。下面以中心差分法為例研究結(jié)構(gòu)的動力特性。圖1單自由度結(jié)構(gòu)計算簡圖。在進(jìn)行子結(jié)構(gòu)擬動力實驗時，無法反映出速度相關(guān)型試件的性能，因此假定CE=0。假設(shè)數(shù)值子結(jié)構(gòu)的阻尼力、回復(fù)力為線性，子結(jié)構(gòu)擬動力試驗離散時間運動方為：其中角標(biāo)N表示數(shù)值子結(jié)構(gòu)，角標(biāo)E表示試驗子結(jié)構(gòu)；d、v、a分別為位移、速度、加速度向量，M、C分別為質(zhì)量、阻尼矩陣，R為恢復(fù)力向量，F(xiàn)為外荷載向量。實驗內(nèi)容包括對結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬、確定試件的剛度、通過實驗檢驗結(jié)構(gòu)在地震作用下性能。MNMNKNKECNCE圖1單自由度結(jié)構(gòu)計算簡圖中心差分法假定：(2)(3)其中t為積分時間間隔。將式(2)和(3)帶入(1)式得：(4)選彈簧為試件，實驗中彈簧的示意圖見圖2。確定所選實驗結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)。本實驗選為MN=1.2007105kg、KN=2.37106N/m、t=0.02s、結(jié)構(gòu)阻尼比為5％(阻尼為7.5439104Ns/m)。進(jìn)行擬動力實驗時，每個積分時間步運行0.02s，地震動輸入為ElCentro(NS,1940)地震記錄，峰值加速度為0.015g。結(jié)構(gòu)起始位移、速度和加速度為零。圖2彈簧試件照片三.實驗步驟確定結(jié)構(gòu)參數(shù)、推導(dǎo)實驗公式、對結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬。編制、調(diào)試實驗程序。把彈簧試件安裝在實驗機(jī)上，測試試件剛度。開啟加載設(shè)備油源，啟動實驗程序。對試件進(jìn)行加載，采集數(shù)據(jù)，完成實驗。實驗數(shù)據(jù)分析與處理。四.數(shù)據(jù)整理根據(jù)實測得到的試件力-位移關(guān)系曲線確定試件剛度將測得試件的位移和反力畫在一張圖上，采用擬合的方法得到試件的剛度K。(5)結(jié)構(gòu)性能評價分別以結(jié)構(gòu)位移、速度、加速度為縱坐標(biāo)，時間為橫坐標(biāo)，畫出結(jié)構(gòu)位移、速度、加速度反應(yīng)時程。位移反應(yīng)示意圖見圖4。圖3彈簧試件的力-位移關(guān)系曲線圖4地震作用下結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)

《單自由度結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)擬動力實驗》實驗報告實驗?zāi)康膶嶒灧椒ê喪鲇涗浐陀嬎愀鶕?jù)記錄確定彈簧剛度根據(jù)記錄繪制結(jié)