标准规范下载简介：
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工程结构抗震混合试验方法标准（征求意见稿）.docxb） 根据实际需求选择协调器和时间积分方法，积分步长和参数的选择应满足稳定性要求，宜选择具有数值阻尼和无条件稳定的时间积分方法；
c） 确定合理的输入输出和加载测量方案，控制方法可根据构件刚度选择荷载控制或者变形控制；
d） 试验前JTG／T 3383-01-2020标准下载，宜进行抗震混合试验的数值仿真，确认抗震混合试验的精度和系统的可靠性；
e） 进行预试验，分析模型误差、边界误差和加载测量误差对整体响应的影响；
g） 分析试验数据，撰写试验报告。
图1 抗震混合试验一般流程
在进行抗震混合试验时，加载系统应设置限值保护。
拟动力混合试验的测量系统应具备下列能力：
a） 试体各测量值，应采用自动化测量仪器进行数据采集，数据采样频率不应低于0.5Hz；
b） 试体控制变量、结构量测参量应通过标准D/A接口、A/D接口，实现控制与数据采集。
实时混合试验的测量系统应具备下列能力：
a） 试体各测量值，应采用自动化测量仪器进行数据采集，数据采样频率不应低于500Hz；
b） 试体控制变量、结构量测参量应通过标准D/A接口、A/D接口，实现控制与数据采集。
振动台混合试验的测量系统应具备下列能力：
a） 测量仪器应根据试体的动力特性、动力反应、振动台的性能以及所需的测试量参数来选择；
b） 测量仪器的频率范围，其下限应低于试验用地震记录最低主要频率分量的1/10，上限应大于最高有用频率分量值；
c） 测量仪器动态范围应大于60dB；
d） 测量信号分辨率应小于需采集的最小振动幅值的1/10；
e） 量测用的传感器应具有良好的机械抗冲击性能，且便于安装和拆卸；
f） 附着于试体上的传感器，其重量和体积不应明显影响试体的动力特性。
抗震混合试验的模型包括数值模型和试验模型，分别用于数值子结构和试验子结构。
数值模型和试验模型应满足抗震混合试验的目的并综合考虑效率、精度和试验安全等因素。
实时混合试验和振动台混合试验的数值模型和试验模型，应保持加载、测量、识别、更新、模拟和数据传输的实时性，且不应影响系统的稳定性。
数值模型应充分表征数值子结构力学特征，宜采用有限元方法进行求解，当采用向量式有限元方法时参考附录B。
当数值模型中包含与试验模型相同力学特性的构件时，宜采用模型在线更新方法以提高数值模型的计算精度，具体步骤参见附录C且符合下列规定：
a） 在构件、截面或材料层次上开展本构模型在线识别与更新；
b） 模型在线更新时间不超过单步试验耗时的1/3；
c） 数值模型与试验模型间有明确的参数协调和数据交互模式；
d） 对于非完整边界条件的试验模型，可采用在线数值模拟方法以提高模拟精度，参见附录D。
试验模型应有合理的结构特征、构造措施和边界条件，必要时应进行局部处理，以满足试验子结构安装、加载、测试和安全等需求。
试验模型在满足抗震混合试验目标及实验室加载能力条件下，宜采用足尺或较大比例尺模型，并符合下列规定：
a） 振动台混合试验的试验模型比例尺不小于1/15；
b） 其他类型混合试验的试验模型比例尺不小于1/4。
缩尺试验模型应满足构件、截面或材料层次的力学等代关系或按照相似律进行设计，相似律参见附录A。
试验模型应满足试验装置与加载设备的设计受力条件、刚度条件和位移约束条件。
率效应不明显的工程结构可采用拟动力混合试验方法。
拟动力混合试验采用下列三种架构：
a） 当协调器求解动力平衡方程时，各子结构应按照静力过程进行分析或加载，如图2所示；
b） 当采用数值子结构代替协调器时，数值子结构应采用逐步积分的动力时程分析，如图3所示；
c） 当协调器仅用于协调和平衡边界时，试验子结构应避免迭代，如图4所示。
图2 协调器为数值子结构（试验子结构可为振动台试体）
图3 协调器求解动力方程
图4 协调器仅用于协调子结构
各数值子结构可采用不同数值方法求解，各试验子结构可采用不同的试验加载系统。
各子结构可分布在不同的实验室开展模拟或试验，形成设备共享的分布式子结构混合试验，如图5所示。
图5 分布式子结构混合试验
拟动力混合试验的动力平衡方程可参考附录E选择OS方法进行求解。
当选择显式时间积分方法时，应参考附录F检验稳定性和精确性。
拟动力混合试验一般采用作动器进行加载，也可采用具有变形和荷载控制功能的千斤顶进行加载。
加载系统传感器变形测量相对误差最大允许值为示值的±1%，荷载测量相对误差最大允许值为示值的±1%。
拟动力混合试验的测量系统应符合4.6.1的规定。
按照下列方法进行拟动力混合试验边界协调：
a） 数值子结构可采用边界约束或荷载的形式实现边界条件；
b） 试验子结构应采用加载装置实现边界条件模拟；
c） 在边界协调精度允许时，可采用图6、图7、图8所示的边界协调加载简化方法。
边界协调符合下列条件：
a） 对动力自由度有直接影响的边界条件，应满足严格的平衡和协调条件；
b） 对动力自由度有间接影响的边界条件，宜满足严格的平衡和协调条件，当确认对动力行为影响不大时，可适当放松；
c） 对动力自由度无影响的边界条件，可采用反弯点加载、重叠领域加载等放松的方式，以简化加载装置。
试验前，应对拟动力混合试验的边界协调方式进行检验，并符合下列规定：
a） 采用边界协调简化方案的混合试验应进行边界协调检验，以确定简化方案造成的误差；
b） 边界协调检验应采用数值模拟进行仿真，分为线弹性模型检验和弹塑性模型检验，混合仿真结果应与相应的整体结构数值模拟对比；
c） 混合仿真中的试验子结构应采用数值模拟的方式进行，所采用的方法应能准确模拟试验子结构的加载条件；
d） 边界协调检验应分为宏观变形响应检验和局部荷载响应检验；
e） 宏观变形响应检验包括所直接控制的动力自由度位移响应、通过简化协调方法实现的静力自由度变形响应。与整体数值模型相比，动力自由度变形响应误差不应超过5%，通过简化方法实现的静力自由度变形响应误差不宜超过20%；
f） 局部荷载响应检验包括边界附近节点的弯矩，以及其他反映构件或结构的力学指标，局部荷载响应误差不宜超过30%。
需要控制转动自由度的试体，可采用下列三种方式之一进行加载。
a） 利用两个水平方向作动器间的协调运动模拟试体的水平自由度和转动自由度，利用垂直方向作动器对轴向自由度进行加载，如图6所示。
b） 利用一个水平方向作动器模拟试体的水平自由度，利用两个垂直作动器通过刚臂协调竖向和转动自由度的加载，如图7所示。
c） 可采用四连杆装置约束转动自由度的转动，如图8所示。
d） 采用多台作动器进行多自由度加载时，可按照附录G的空间加载坐标变换矩阵进行笛卡尔坐标系和作动器坐标系之间的变换。
拟动力混合试验的加载应符合下列规定：
a） 采用试体实测变形或荷载作为控制的反馈信号；
b） 反力系统应具有足够的强度和刚度，变形一般不超过1/2000的跨度或高度。
图6 反力架配合作动器的边界协调加载简化方法
图7 反力台座配合作动器的边界协调加载简化方法
4——四连杆加载装置；
图8 四连杆配合作动器对墙体的边界协调加载简化方法
拟动力混合试验误差主要来自于时间积分方法误差、模型简化误差、边界协调简化误差、试验加载控制与测量误差等。
边界协调简化误差主要来自于边界条件变化对子结构力学特征的影响。
试验加载误差主要来源于加载控制系统的控制误差、加载反力系统造成的各种非线性影响和约束系统的摩擦力等，应满足下列条件：
a） 加载系统的实际变形控制相对误差最大允许值为预测最大位移的±1%；
b） 加载系统的实际荷载控制相对误差最大允许值为预测最大荷载的±1%；
c） 宜采用线性修正的方式修正加载误差；
d） 反力系统和约束系统的摩擦系数不超过0.01。
在拟动力混合试验中，应对仪表布置、支架刚度、荷载最大输出量、限位等采取减小试验系统误差的措施。
拟动力混合试验应按4.4进行，并应符合下列规定：
a） 根据子结构力学特征确定边界协调的实施方案；
b） 对拟动力混合试验开展数值仿真，其试验子结构模拟应符合加载条件，并反映边界协调的实施过程，数据交换应依托实际的硬件设备。
对于率效应显著的速度相关型试件，应采用实时混合试验以准确反映试件的力学性能。
数值子结构应实时计算，保证与试验子结构加载的同步，可采用简化模型以满足计算效率要求。
实时混合试验中的试验子结构具备下列条件：
a） 采用具备实时反馈控制系统及动态作动器的加载设备对试件进行实时加载；
b） 宜采用变形控制加载，荷载控制加载时应采用专门措施；
c） 反力系统应具有足够的刚度，自振频率应不小于作动器油柱共振频率的2倍。
实时混合试验的加载方法应符合下列规定：
a） 积分步长不小于加载系统采样周期2倍时，应在每个积分时间步内分子步加载，可采用对目标位移线性插值方法；
b） 积分步长小于加载系统采样周期2倍时，可每积分步发送一次命令。
实时混合试验的动力平衡方程可根据实时加载要求参考附录E选择显式方法进行求解。
当选择隐式积分方法时，可采用等效力控制方法求解，具体步骤包括：
a） 采用时间积分方法将动力平衡方程写成式（1）的等效静力形式；
b） 将式（1）右侧的等效力作为加载目标量进行控制加载，并求解结构动力响应；
（1）
e） 应依据试件性能将等效力命令进行插值，以真实反映率效应相关试件性能。
实时混合试验一般采用动态作动器进行加载，动态作动器工作频率不宜低于20Hz，时滞不宜超过30ms，加载速率应满足试验率效应需求。
加载系统传感器变形测量相对误差最大允许值为示值的±1%，荷载测量相对误差最大允许值为示值的±1%。
实时混合试验宜采用实时环境求解数值子结构，并实现与控制器的实时同步数据传输。
实时混合试验的测量系统应符合4.6.2的规定。
实时混合试验边界协调方法可按6.4实施。
实时混合试验边界协调方法宜简单有效，避免作动器由于过约束或相互干涉影响加载系统的稳定性。
实时混合试验应考虑时滞的影响，依据系统性能进行时滞补偿，使其满足稳定性和精确性要求，可按附录H进行稳定性分析。
系统时滞的确定可采用离线方法估计定常时滞，采用在线方法估计变化时滞。
常用的时滞补偿方法包括：多项式外插补偿、逆模型补偿、自适应时间序列时滞补偿，具体步骤参见附录I，并符合下列条件：
a） 多项式外插补偿的阶数宜不大于4，多项式系数应根据实测时滞设定；
b） 逆模型补偿应防止高频放大造成的失稳；
c） 时滞变化的加载系统宜采用自适应时滞补偿算法提高补偿效果，可选用自适应时间序列时滞补偿方法。
实时混合试验时，应减小试验加载误差的影响，宜考虑时间积分方法、模型简化误差、边界协调简化误差影响。
实时混合试验应根据试验数据评价试验时滞，时滞计算可采用频域评价或互相关评价指标。当互相关评价指标为0时，应采用频域评价指标进行补充计算。
宜采用均方根误差和峰值误差评价实时混合试验加载准确性。
实时混合试验容许误差应根据结构的重要性、试验子结构的比例、加载设备精度、试验条件等因素确定，时滞不宜超过10ms，均方根误差不宜超过15%，峰值误差不宜超过5%。
实时混合试验应按4.4进行，并符合下列规定：
a） 根据子结构力学特征确定边界条件的实现方案；
b） 实时混合试验前，应进行数值仿真，根据动力加载装置的实测传递函数确定合适的时滞补偿方法和控制参数，当试体具有强烈非线性时，宜采用自适应控制技术；
c） 将数值子结构的计算程序从宿主机编译至目标机，数值模型应在规定时步内完成计算；
d） 开展预试验，计算试验时滞，并分析时滞影响；
e） 实施过程中，宜根据作动器的输入信号与反馈信号的异常值判断是否立即停止试验。
振动台混合试验系统由振动台物理加载子系统、数值仿真计算子系统、数据采集与传输子系统三个子系统组成扩大基础开挖施工方案（遵义平庄大道），如图9所示。
图9 振动台混合试验系统构成
振动台混合试验应保证数值仿真的模拟精度和计算效率、振动台的同步精确加载、试验子结构与数值子结构边界的数据采集与交互的实时性。
振动台应根据试验子结构的尺寸、质量以及试验要求选用。
振动台混合试验应考虑振动台加载误差、试验子结构与数值子结构边界复现误差的影响，根据振动台与试验子结构特性进行控制，使其满足稳定性和精确性要求。
实时性难以满足时可选用数值子结构与试验子结构迭代加载的离线迭代方法DBJ46-043-2017标准下载，如图10所示。
图10 振动台离线迭代混合试验基本流程
振动台混合试验的数值模型除应符合5.2的规定，还符合下列规定：