[发明专利]一种空间框架子结构混合仿真试验方法及试验系统

权利要求书

1.一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将待分析的整体结构划分为试验子结构和数值子结构；

步骤二，建立数值子结构模型，定义荷载工况；

步骤三，使用一个试验梁柱单元来与空间框架试验子结构进行自由度的等效简化；

步骤四，安装试验子结构的两个水平加载装置和一个竖向加载装置；

步骤五，加载地震波，并计算试验子结构在地震力的作用下，某一时刻下数值子结构的位移响应以及试验子结构对应的位移响应命令；

步骤六，将位移响应命令发送至两个水平加载装置，两个水平加载装置保持等位移的同步加载，达到命令位移后，通过力传感器测得试验子结构的反力为两个水平加载装置反馈力之和，并计算此刻试验子结构对应的刚度矩阵和阻尼矩阵；

步骤七，改变地震力，并重复步骤五和步骤六，直到地震波加载结束，完成试验。

2.根据权利要求1所述的一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，步骤一中，子结构的动力方程为：

其中，X_i分别为数值子结构的加速度、速度和位移,d_i分别为试验子结构的加速度、速度和位移，M_n，C_n，K_n分别为数值子结构的质量、阻尼和刚度，M_e，C_e，K_e分别为试验子结构的质量、阻尼和刚度，F_i为外部地震激励。

3.根据权利要求1所述的一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，步骤五中，数值子结构的位移响应为加速度速度和位移X_i；

试验子结构对应的位移响应命令为加速度速度和位移d_i。

4.根据权利要求1所述的一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，步骤二中，建立数值子结构模型采用OpenSees软件。

5.根据权利要求1所述的一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，试验子结构通过在OpenFresco平台控制。

6.根据权利要求1所述的一种空间框架子结构混合仿真试验方法，其特征在于，试验子结构为一个空间框架，每个边界节点具有六个自由度。

7.一种基于权利要求1所述的空间框架子结构混合仿真试验方法的试验系统，其特征在于，包括门架(8)，门架(8)顶部的下部固定有千斤顶(9)，门架(8)侧面设置有两个水平加载装置，分别为试验子结构层高处作动器(2)和加载段框架层高处作动器(3)，门架(8)下方设置有地梁(7)，地梁(7)用于固定试验子结构(12)，试验子结构(12)上固定有平动加载大刚度加载段框架(5)，平动加载大刚度加载段框架(5)的顶面上放置有竖向荷载横向分配梁(11)，千斤顶(9)的顶杆连接竖向荷载纵向分配梁(10)，竖向荷载纵向分配梁(10)与竖向荷载横向分配梁(11)铰接；

试验子结构层高处作动器(2)通过水平加载分配梁(4)与试验子结构(12)顶梁的侧面铰接，加载段框架层高处作动器(3)通过水平加载分配梁(4)与平动加载大刚度加载段框架(5)顶梁的侧面铰接。

8.根据权利要7所述的一种空间框架子结构混合仿真试验系统，其特征在于，门架(8)的侧面设置有混凝土反力墙(1)，试验子结构层高处作动器(2)和加载段框架层高处作动器(3)的端部固定在混凝土反力墙(1)上。

9.根据权利要7所述的一种空间框架子结构混合仿真试验系统，其特征在于，试验子结构(12)通过地脚螺钉(6)固定在地梁(7)上。