[发明专利]基于土-结构-消能减震装置相互作用的子结构试验方法

权利要求书

1.一种基于土-结构-消能减震装置相互作用的子结构试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选取地震动；将消能减震装置置于振动台上，在振动台与消能减震装置之间设置力传感器；

根据目标子结构的结构类型和结构参数，建立目标子结构的分析子结构模型，获得分析子结构的质量矩阵M、刚度矩阵K和阻尼矩阵C；

其中，所述分析子结构为土-结构的数值模型；采用集总参数模型或有限元数值模型建立目标子结构的分析子结构；

步骤2，施加地震动至分析子结构，获取初始地震动外力向量F₀；设定分析子结构的初始相对位移向量X₀、初始速度向量从而获取分析子结构的初始加速度向量并采用双显式积分法，得到分析子结构第i+1时刻的速度向量和相对位移向量X_i+1：

其中，i＝1,2…n,n∈N⁺，α₁和α₂为模型参数矩阵，α₁＝(M+γ△tC+β△t²K)^-1M，α₂表示γ和β为常数，表示数值特性参数；(.)^-1表示矩阵的逆；△t是时间积分步长；

步骤3，根据分析子结构第i+1时刻的相对位移向量X_i+1，确定分析子结构第i+1时刻的状态，即获得分析子结构第i+1时刻的恢复力向量R_i+1；

根据分析子结构第i+1时刻的相对位移向量X_i+1，结合第i+1时刻的地震动位移x_g,i+1，得到消能减震装置与结构界面处第i+1时刻的绝对位移

步骤3包含以下子步骤：

步骤3a，设定分析子结构模型为线弹性模型，则第i+1时刻分析子结构的恢复力向量R_i+1＝KX_i+1；

步骤3b，将分析子结构的自由度转换为消能减震装置与结构界面处的自由度，得到消能减震装置与结构界面处第i+1时刻的相对位移

步骤3c，根据相对位移和第i+1时刻的地震动位移x_g,i+1，得到消能减震装置与结构界面处第i+1时刻的绝对位移

其中，T₁为将多维向量转换为单个位移数据的转换矩阵，用于将分析子结构的自由度转换为消能减震装置与结构界面处的自由度；

步骤4，采用绝对位移驱动振动台，测得消能减震装置与振动台界面处第i+1时刻的界面力，即为第i+1时刻消能减震装置与结构之间的界面力

步骤5，将界面力输入分析子结构模型中，得到分析子结构第i+1时刻的加速度向量包含以下子步骤：

步骤5a，根据第i+1时刻的地震动加速度得到第i+1时刻的地震动外力向量F_i+1：

其中，l为影响向量，表示地面位移对结构位移的影响；其中，若向量l中的元素对应水平自由度，则向量l的元素全部为1，否则，向量l的元素全部为0；

步骤5b，采用第i+1时刻的地震动外力向量F_i+1和第i+1时刻消能减震装置与结构之间的界面力计算出第i+1时刻分析子结构的加速度向量

其中，T₂为将单个数据转换为多维向量的转换矩阵，用于将消能减震装置与结构界面处的自由度转换为分析子结构的自由度。

2.根据权利要求1所述的基于土-结构-消能减震装置相互作用的子结构试验方法，其特征在于，步骤1中，所述消能减震装置为调谐液体阻尼器、颗粒阻尼器或调谐质量阻尼器中的一种或多种的组合。