該研究成果可應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的抗震試驗(yàn)研究領(lǐng)域。

抗震混合試驗(yàn)就是將復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位取出作為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)，進(jìn)行基底振動(dòng)臺地震波輸入及連接邊界的擬動(dòng)力加載的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，需對連接邊界進(jìn)行質(zhì)量修正與剛度修正，并科學(xué)地確定所需的擬動(dòng)力加載時(shí)程，實(shí)現(xiàn)子結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)與原型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的相似。

混合試驗(yàn)方法是工程結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)領(lǐng)域的最前沿研究方向和發(fā)展趨勢，2000年美國國家自然科學(xué)基金啟動(dòng)了NEES計(jì)劃項(xiàng)目，新建大型振動(dòng)臺及實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺試驗(yàn)的遠(yuǎn)程觀察與遠(yuǎn)程控制是其中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，在試驗(yàn)技術(shù)方面涉及到了結(jié)構(gòu)抗震混合試驗(yàn)技術(shù)。國外在混合試驗(yàn)方面主要開展了兩方面的研究工作，一是計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬與模型試驗(yàn)相結(jié)合的混合試驗(yàn)方法，二是振動(dòng)臺與擬動(dòng)力相結(jié)合的混合試驗(yàn)，但主要集中在混合加載的實(shí)時(shí)控制上，在混合試驗(yàn)的硬件上。該項(xiàng)目的主要研究混合試驗(yàn)中的邊界條件模擬技術(shù)，偏重于理論與軟件設(shè)施上，兩者具有異曲同工之效果。國內(nèi)混合試驗(yàn)技術(shù)的研究尚處于起步階段，研究是該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)進(jìn)行的第一次嘗試。

課題組對混合試驗(yàn)的原理與方法進(jìn)行了研究，提出了基于靜力凝聚技術(shù)、模態(tài)綜合技術(shù)的混合試驗(yàn)方法，導(dǎo)出了相應(yīng)連接邊界修正公式及擬動(dòng)力加載時(shí)程，在此基礎(chǔ)上結(jié)合動(dòng)力方程等代變換提出了復(fù)雜連接邊界條件的近似試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)，并進(jìn)行了數(shù)值模擬分析對比。完成了2項(xiàng)模型結(jié)構(gòu)的混合試驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出的混合試驗(yàn)方法的可行性，同時(shí)通過試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了混合試驗(yàn)中在振動(dòng)臺、擬動(dòng)力加載實(shí)時(shí)配合及擬動(dòng)力作動(dòng)器存在的問題。研究期間，課題組在國內(nèi)期刊發(fā)表論文4篇，在國外期刊或國際會議上發(fā)表論文2篇，培養(yǎng)博士研究生1名、碩士研究生2名。

課題組所提出的理論與方法為國際上首次提出，所完成的驗(yàn)證試驗(yàn)也是國際上進(jìn)行的首例真正意義上振動(dòng)臺十?dāng)M動(dòng)力混合試驗(yàn)，研究成果達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目是混合試驗(yàn)技術(shù)的前期理論性研究，所進(jìn)行的試驗(yàn)也是小模型的驗(yàn)證試驗(yàn)，還未到實(shí)用化階段。存在的主要問題是目前我國的抗震試驗(yàn)室中振動(dòng)臺、擬動(dòng)力屬兩套獨(dú)立的試驗(yàn)系統(tǒng)，此外尚需進(jìn)行振動(dòng)臺與擬動(dòng)力加載實(shí)時(shí)控制硬件設(shè)施方面的研究。