论文部分内容阅读
本文以分布式子结构拟动力试验理论为基础,以防屈曲支撑的高层钢结构为研究对象,探讨了该类结构的分布式子结构拟动力试验方法。同时在开源有限元软件框架OpenSees下借助通用脚本语言Tcl完成了防屈曲支撑的高层钢结构的分布式子结构拟动力试验程序的二次开发。本文最后以一榀带防屈曲支撑的十二层钢结构的虚拟试验为算例论证了试验方法的可行性和试验程序的可靠性。具体地,本文在以下几个方面进行了深入研究:(1)作为拟动力试验方法的基础,本文详细介绍了全结构的拟动力试验的数值积分方法和适用于子结构拟动力试验的数值积分方法。通过对这些方法的论述和公式推导,得出了在借助现有有限元软件完成数值子结构数值计算的情况下,预测校正积分方法是较为理想的数值积分方法的结论。本文最后的虚拟试验算例论证了PC-Newmark法这种显式预测,隐式校正的数值积分方法在计算精度和稳定性方面能够满足试验的要求。(2)针对防屈曲支撑高层钢结构的特点,探讨了这类结构进行分布式子结构拟动力试验的可行性。通过对结构体系的动力控制方程的移项组合,得到具有新的物理意义的动力控制方程。基于这种动力控制方程,本文详细探讨了试验子结构与数值子结构连接点处边界条件的处理问题,推导了位移的边界条件处理公式和力的边界条件处理公式。(3)根据防屈曲支撑高层结构分布式拟动力试验的需要,本文介绍了试验程序所需要的功能在OpenSees中的实现,并给出了相应的Tcl脚本代码片段。(4)为了论证试验方法的可行性,本文利用基于OpenSees二次开发的分布式子结构拟动力试验程序,以具体的算例实现了虚拟试验,并与整体结构的数值模拟进行对比分析,结果证明该方法是一种可行的抗震试验方法。同时基于对比结果探讨了虚拟试验的误差来源。