钢—混凝土混合结构振动台试验模型尺寸误差研究

摘要

钢-混凝土混合结构体系作为一种新兴的结构体系，兼有钢结构和混凝土结构的优点，它是一种符合国家政策导向和我国国情的较好的超高层建筑结构形式。研究这类结构的模型振动台试验具有重要的意义。但是模型振动台试验是一项复杂的试验体系，诸多误差因素对试验结果产生影响，本文主要针对三种不同比例(1/10、1/20和1/30)下钢-混凝土混合结构振动台试验模型的尺寸误差展开研究。 本文对钢-混凝土混合结构模型振动台试验在模型设计施工、振动台试验、数据后处理等阶段可能产生的误差进行分析。考虑模型在施工过程中可能出现误差的五类尺寸变量(柱距、层高、墙厚、洞口宽、洞口高)，借助各种测量仪器，采集三种不同比例模型中的这五类尺寸变量的所有数据。建立样本库，对测量数据进行统计分析，找出尺寸误差的分布规律。同时对测量结果和测量仪器进行不确定度评定，给出测量结果的可信程度。 在假设尺寸误差服从正态分布的条件下，借助通用有限元软件ANSYS模拟尺寸误差对模型结果的影响，探讨了不同尺寸变量对模型结果(周期、层顶位移)的影响。同时考虑不同比例模型间同一种尺寸变量对结果的影响。最后给出各尺寸变量对模型地震反应影响的权重。

目录

文摘

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第1章引言

1.1结构模型试验的发展

1.2模型试验的分类

1.2.1按模型试验目的分类

1.2.2按模型试验研究范围分类

1.2.3按模型试验的方法分类

1.2.4按试验模拟的程度分类

1.2.5按试验加载方法分类

1.2.6按试验量测方法分类

1.2.7按试验结构的类型分类

1.3模拟地震振动台试验研究

1.4模拟地震振动台试验研究误差分析理论与发展

1.5本文的主要工作

第2章误差理论与测量不确定度

2.1误差的涵义

2.1.1误差的涵义

2.1.2绝对误差

2.1.3相对误差

2.1.4精密度、正确度、准确度

2.2误差的来源

2.2.1装置误差

2.2.2环境误差

2.2.3人员误差

2.2.4方法误差

2.3误差的表现形式及其分类

2.3.1系统误差

2.3.2随机误差

2.3.3粗大误差

2.4测量不确定度的定义及其分类

2.4.1测量不确定度的定义

2.4.2标准不确定度的分类

2.5测量不确定度传播律

2.6测量误差与测量不确定度的区别

第3章振动台试验模型数据处理与误差分析

3.1钢—混凝土混合结构振动台试验介绍

3.1.1模型设计与制作

3.1.2振动台试验

3.2模型尺寸实测

3.2.1柱距测量

3.2.2层高测量

3.2.3墙厚测量

3.2.4洞高测量

3.2.5洞宽测量

3.2.6模型照片

3.3异常值的剔除

3.3.1异常值

3.3.2异常值的剔除原则

3.3.3拉依达准则

3.4系统误差的处理方法

3.4.1系统误差的分类

3.4.2发现系统误差的方法

3.4.2系统误差的判别

3.4.4系统误差的限制和消除

3.4.5系统误差消除的准则

3.5随机误差的处理方法

3.5.1随机误差特性

3.5.2随机误差的分布

3.6误差分析小结

第4章模型数据测量不确定度评定

4.1 A类标准不确定度的评定

4.1.1最佳估计值计算

4.1.2 A类标准不确定度计算

4.1.3 A类评定的自由度

4.2游标卡尺测量B类不确定度分析

4.3钢卷尺测量B类不确定度分析

4.3.1数学模型

4.3.2测量长度的标准不确定度

4.3.3空气温度测量引入的标准不确定度

4.3.4光路气压测量引入的标准不确定度

4.3.5空气湿度测量引入的标准不确定度

4.3.6标准钢卷尺温度线膨胀系数引入的标准不确定度

4.3.7标准钢卷尺温度测量引入的标准不确定度

4.3.8测量装置调整不完善引入的标准不确定度

4.3.9钢卷尺测量B类不确定度合成

4.4激光测距仪测量B类不确定度分析

4.5测量结果不确定度合成

4.5.1不确定度传播系数

4.5.2标准不确定度分量

4.5.3合成标准不确定度

4.6扩展不确定度

4.7测量结果的不确定度表达

第5章模型尺寸误差对结果的影响

5.1模型尺寸误差在有限元软件中的模拟

5.1.1模型尺寸误差分布的模拟

5.1.2模型的计算

5.2尺寸误差对模型自振周期的影响

5.3尺寸误差对模型顶层位移的影响

5.4尺寸误差对模型层间位移的影响

5.5不同模型间任一尺寸变量对结果的影响

5.5.1柱距尺寸误差对三种不同比例模型结果的影响

5.5.2墙厚尺寸误差对三种不同比例模型结果的影响

5.5.3层高尺寸误差对三种不同比例模型结果的影响

5.5.4洞高尺寸误差对三种不同比例模型结果的影响

5.5.5洞宽尺寸误差对三种不同比例模型结果的影响

5.6数值分析结果与试验结果的对比分析

5.6.1周期的数值分析结果与试验结果的对比

5.6.1顶层位移的数值分析结果与试验结果的对比

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果