[发明专利]一种土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法

权利要求书

1.一种土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：将框架结构安装在振动台上，在框架结构的每一层上安装加速度传感器，在框架结构柱体的底层柱脚安装应变片，标定应变片的灵敏度；

S2：建立白噪声时程和土体有限元模型；

S3：采用实时耦联振动台实验方法，每一个试验时步中，对土体有限元模型地表中点施加白噪声等效荷载和框架结构基底剪力的合力，计算土体有限元模型地表中点的位移反应和各自由度的加速度反应，并将土体有限元模型反应中地表中点的位移反应作为振动台下一试验时步的位移，依次完成白噪声激励下的各时间步的实验，测量框架结构各层的加速度反应和柱脚的应变反应；

S4：计算各加速度反应相对白噪声的频响函数，然后，通过频域法、特征系统实现算法或随机子空间法中的一种得到土-框架结构相互作用体系的固有频率、阻尼比和振型。

2.根据权利要求1所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述S1中应变片安装在底层柱脚的振动台加载方向的两侧，应变片为普通电阻应变片，标定应变片的灵敏度具体步骤为：在框架结构底层分三级施加水平力，测量三个力作用下的应变值，以水平力为纵坐标，柱脚两侧应变差为横坐标，线性拟合得到水平力和柱脚两侧应变差的斜率，作为应变片的灵敏度。

3.根据权利要求2所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述水平力确保加载范围使框架结构底层产生的水平位移在和之间，其中h₁为框架结构底层柱高，三个力大小不同。

4.根据权利要求1所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述S2中建立白噪声时程模型时，白噪声时程的采样频率不小于2.56f_max，持时T_n不小于其中，f_max为最大分析频率，f_min为最小分析频率。

5.根据权利要求1所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述S2中土体有限元模型为二维矩形模型，根据框架模型所对应的实际土体的密度、泊松比、弹性模量，设定框架结构模型的频率相似比、长度相似比、质量相似比，根据相似原理计算土体有限元模型的密度、泊松比、弹性模量，采用平面应变单元进行土体的网格剖分，土体有限元模型的宽度不小于深度不小于单元网格水平和竖向尺寸不大于其中，v_s为有限元模型土体的剪切波速，f_max为最大分析频率，f₁为结构的基频。

6.根据权利要求1所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述S4中，加速度反应包括框架结构各层的加速度反应和土体有限元模型计算所得的各自由度加速度反应。

7.根据权利要求1所述的土-框架结构相互作用体系动力特征识别的试验方法，其特征在于：所述S4中各加速度反应相对白噪声的频响函数通过各加速度反应的傅里叶谱除以白噪声的傅里叶谱得到。