模型试验中材料特性差异导致的误差分析

摘要

模型试验是解决新型结构或复杂课题的重要手段，模型试验中要求模型材料与原型材料保持一定的相似性。但是在实际的应用中，模型材料很难按照相似条件与原型材料保持一致。这使试验结果存在着一定的误差，因而需要确定模型试验中因为所用材料与原型的差异对试验结果的影响。 文中分别按照普通混凝土和钢筋以及微粒混凝土和镀锌铁丝的材料特性建立两个跨中承受集中荷载的简支梁模型，对两个模型进行非线性分析，比较分析结果的差异，获得模型试验中因为材料特性差异而导致的试验误差的大小。运用SAP2000有限元分析程序，对一十层框架结构的振动台试验进行动力时程分析，研究由于材料特性的差异对振动台模型动力特性的影响。通过上述分析，归纳出模型试验中材料特性差异引起的误差的一些一般性的结论，提出对模型试验误差研究的一些参考意见和建议。

目录

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第1章绪论

1.1解决结构问题的方法

1.2模型与模型试验

1.3模型试验的优点与局限

1.4国内外模型试验的发展概况

1.5课题的由来及本文的主要工作

第2章模型试验的相关理论基础

2.1相似理论

2.1.1几何相似、现象相似和物理相似

2.1.2相似判据与相似不变量

2.1.3相似三定理

2.2量纲分析

2.2.1量纲的基本概念

2.2.2物理方程的量纲均衡性和齐次性

2.2.3用量纲分析法求相似判据

2.3量纲分析和相似理论

第3章模型试验误差分析

3.1误差理论

3.1.1误差定义

3.1.2误差分类

3.1.3误差的传播

3.1.4误差的合成

3.2结构模型研究中的误差

3.3全相似模型、完备模型与失真模型

3.4材料特性对失真模型的影响

第4章材料特性差异对钢筋混凝土构件模型试验的影响

4.1钢筋混凝土模型对模型材料的要求

4.2材料特性分析[11-18]

4.2.1微粒混凝土

4.2.2模型试验中所使用的钢筋

4.3算例分析

4.3.1算例简介

4.3.2研究方法

4.3.3试验结果及分析

第5章材料特性差异对整体结构模型试验的影响

5.1概况

5.2振动台试验模型简介

5.2.1研究对象

5.2.2模拟地震振动台

5.2.3振动台试验中所采用的相似关系

5.2.4模型材料

5.3 SAP2000模型基本情况

5.3.1 SAP2000有限元分析软件

5.3.2 SAP2000模型介绍

5.3.3分析工况

5.4结果及分析

5.4.1自振频率、振型形态比较分析

5.4.2楼层最大加速度反应比较分析

5.4.3楼层相对台面最大位移反应比较分析

第6章结论

参考文献

致谢

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