建筑结构子结构拟动力试验方法研究及应用

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1、学校代号10532学号S12011045分类号TU352.1密级公开硕士学位论文建筑结构子结构拟动力试验方法研究及应用学位申请人姓名刘钟真培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称郭玉荣教授学科专业结构工程研究方向工程结构抗震理论与设计论文提交日期2015年5月28日学校代号：10532学号：S12011045密级：公开湖南大学硕士学位论文建筑结构子结构拟动力试验方法研究及应用国家自然科学基金重大研究计划集成项目项目编号：91315301-09国家自然科学基金重大国际合作项目项目编号：51161120360学位申请人姓名：刘钟真导师姓名及职称：郭玉荣教授培养单位：湖南大学土木工程学

2、院专业名称：结构工程论文提交日期：2015年5月28日论文答辩日期：2015年5月31日答辩委员会主席：李正农教授ResearchandApplicationonSubstructurePesudoDynamicTestMethodofBuildingStructuresbyLIUZhongzhenB.E.(LanzhouUniversityofTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinStructuralEngine

3、eringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorGUOYurongMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进斤研巧所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｔｕ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。Ｔ／￡Ｊ作者签名：刻钟矣日期：於巧月＾７日学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有

4、关保留使用学位论文的规定，Ｉ同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。＂＂（请在＞上相应方框内打Ｖ）［＾１如少Ｊ之７：别卿異曰期作者签名；年月日导师签名：日期：＞矿年ｒ月２７日Ｉ建筑结构子结构拟动力试验方法研究及应用摘要在结构工程抗震研究领域，结构拟动力试验是重要的研究方法之一。同时，由于结构抗震性

5、能的复杂性和结构体系的日益复杂，使得结构试验面临大型化、复杂化的问题，这时子结构拟动力试验方法可以以较小的成本来模拟结构的抗震性能。而在子结构拟动力试验中引入有限元软件来提高数值子结构的计算精度，进而提高试验的精度。OpenSEES作为开源有限元软件，其丰富的材料，构件选择和高度的开放特性是作为子结构拟动力试验二次开发软件的良好选择。本文主要研究基于OpenSEES的子结构拟动力试验方法和程序开发，并利用Tcl语言的通讯功能，实现数据交换，通过子结构拟动力试验验证系统的可行性和有效性。本文探讨了子结构拟动力试验的基本原理，选用合理的数值积分方法，通过编写Tcl代码，建立动力方程。文

6、中对子结构拟动力试验的结构边界条件，结构坐标转换进行了讨论。同时对OpenSEES的时程分析的相关理论进行了阐述，详细介绍了材料本构关系，截面，非线性梁柱单元及方程求解，并以一混凝土框架为算例进行时程分析。详细介绍了基于OpenSEES的子结构拟动力试验程序的开发。从OpenSEES的建模过程与命令，分析步内的参数修改，实时输出等方面进行阐述，介绍与接口软件的通讯和与邦威设备的连接实现过程。本文以高层钢筋混凝土框架为算例，取底层边柱为子结构进行虚拟子结构试验，分别模拟了不同边界条件下的子结构试验，通过与整体结构时程分析结果对比，验证了边界条件模拟方法的可行性，其结果可为考虑复杂边界

7、的子结构拟动力试验的边界条件简化提供参考。最后，介绍了应用本文程序在北京建筑大学所进行的一个柱网6m*6m，3跨3层的钢管混凝土框架子结构拟动力真实试验。关键词：子结构拟动力试验方法；子结构选取；OpenSEES；复杂边界条件II硕士学位论文AbstractInthefieldofseismicresearchofstructuralengineering,pseudodynamictestisoneoftheimportantmethods.Duetotheincr