水平及竖向地震作用下的界面完全边界条件混合试验方法

摘要

鉴于现有的混合试验边界条件模拟常受到多种因素的限制而被简化，这使得多数混合试验无法实现完全边界条件模拟，进而限制了子结构试验准确地反映结构受力状态方面的能力。为深入探究地震作用下框架结构的真实动力响应，提出一种完全边界条件混合试验方法。该方法以底层柱为试验子结构，通过位移控制模拟水平自由度，利用竖向作动器模拟竖向自由度的变轴力及其位移效应；同时引入反弯点加载法，将试验子结构扩展至二层柱中，以反弯点水平位移加载间接模拟底层柱顶弯矩，从而实现试验子结构的完全边界条件模拟。该方法有效解耦了子结构的3个自由度，支持各个自由度加载的独立控制，为实验室条件下进行完全边界条件加载提供了切实可行的方案。建立一榀7层3跨的钢筋混凝土框架模型，开展水平及竖向双向地震作用下的虚拟混合试验，将文中方法与未考虑弯矩影响的传统混合试验结果进行对比分析。结果表明，采用界面完全边界条件的结构混合试验在模拟精度上显著提升。

关键词

混合试验 / 完全边界条件 / 水平及竖向地震 / 反弯点加载法 / 钢筋混凝土框架

基金资助

国家自然科学基金项目(51878259,51161120360)