サブストラクチャ・オンライン地震応答実験の精度向上に関する研究

提高下部结构在线地震反应试验精度的研究

基本信息

批准号：
11750501
负责人：
楠浩一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

サブストラクチャ・オンライン地震応答実験は、弾塑性地震応答解析において、各ステップで計算される応答変形量に対し、応答に大きな影響を与える部材あるいは履歴特性が不明な部材はその変形量を実際に加力実験から得、その他の部材は計算機の中で数学モデルを用いて計算し、両者の復元力を計算機内で結合し、次ステップの変形量を計算する実験手法である.振動大実験に比べて、試験体を大きく出来る等の利点があるが、加力に用いるアクチュエータシステムにおいて制御誤差が生じ、その制御誤差が応答計算結果に大きな影響を与えることが知られている.その制御誤差を低減する方法として、制御誤差を低減するよう時間刻みを各計算ステップで変化させる可変時間刻み法を開発した.本年度は、H100-100-6-8、h=573.5mmの鉄骨を建物の層特性と仮定し、2層建物のサブストラクチャ・オンライン地震応答実験を実施した.パラメータはA/Dボードの分解能、実験対象階、および可変時間刻み方の有無とした.まず、1・2層共に実験対象階とし、12bitのA/Dボード分解能を用いた実験結果を精解と仮定すると、1階のみを実験対象とし、2階に数学モデルを用いたサブストラクチャ・オンライン地震応答実験結果は,A/Dボード分解能を12bitとするとほぼ精解と一致したが、8bitでは制御誤差の影響で応答は大きく増幅された.しかし、12bitでは加力時間が11時間であったのに対して、8bit試験体では3時間20分と大きく短縮された.それに対して、可変時間刻み法を用い、かつA/Dボード分解能を8bitとした実験結果では、12bitの実験結果とほぼ一致し、かつ実験時間は約4時間となった.この結果から、可変時間刻み法は、実験精度を落とさずにアクチュエータシステムの精度を現実的な加力時間となる程度まで低減するために非常に有効な手法であることを明らかにした.

弹塑性地震响应分析采用下部结构在线地震响应实验来计算每一步计算的响应变形量。这是一种在计算机中利用数学模型计算出其他零件的恢复力，并在计算机中综合两者的恢复力来计算下一步的变形量的实验方法。与大振动相比实验中，它的优点是可以使测试样本变大，但用它来施加力比较困难。众所周知，执行器系统在使用过程中会出现控制误差，而这种控制误差对响应计算结果影响很大。作为减少控制误差的一种方法，在每个计算步骤都设置了时间步长减少奇怪的控制误差。我们开发了变时间步长方法来减少地震的影响。今年，我们对一栋两层建筑进行了在线下部结构地震响应实验，假设钢框架为H100-100-6-8，h=573.5mm作为建筑物的层特性。参数为A/D。板子的分辨率、待测试的楼层以及是否存在可变时间增量。首先，我们假设1楼和2楼都是待测试的楼层，并且使用12位A的实验结果/D板分辨率准确。只有一楼是实验对象，数学模型放在二楼。使用A/D板进行下部结构在线地震响应实验，当A/D板分辨率为12位时，结果基本准确，但在8位时，由于控制误差的影响，响应被大大放大，而在12位时。位，响应时间为8位测试模型所需的时间为11小时，显着缩短为3小时20分钟。另一方面，使用可变时间步长方法和8位A/D板分辨率的实验结果表明8位测试片所需时间为3小时20分钟，与实验结果基本吻合。实验时间约为4小时。从这些结果来看，可变时间步长方法对于降低执行器系统的精度非常有效，可以在不降低实验精度的情况下获得实际的应用时间。这是一个方法。