ABSTRACT

Hybrid Simulation (HS) is a well-established testing method that combines both experimental and analytical components to evaluate the performance of structures under extreme events, commonly earthquakes. While several configurations and systems are available around the world to conduct HS, one goal of this paper is to document the development and verification of a compact HS setup at the University of Nevada, Reno to be used for tackling new research problems and educational purposes. A new substructured HS approach is proposed for seismic testing of concentric-braced frames (CBFs) with focus on capturing brace buckling and low-cycle fatigue induced-rupture. The paper presents the capabilities and verification methods for the developed system for slow and real-time HS testing with two different alternatives for the computational substructures: Simulink and OpenSEES along with OpenFresco. Two new applications were pursued to demonstrate HS testing of CBFs. The first used cyclic loading and HS under earthquake loading to capture brace buckling and failure to compare damage accumulation and brace fatigue life through rupture. The second application used HS testing to investigate the effect of earthquake duration on seismic performance of CBFs. The two applications demonstrate that the proposed HS approach can be potentially used to accurately capture CBFs seismic behavior and provide new datasets for modeling brace buckling and rupture under realistic earthquake loading. The paper also provides a brief discussion on the potential use of the compact HS setup for developing teaching modules.

摘要

混合仿真 (HS) 是一种成熟的测试方法，它结合了实验和分析组件来评估结构在极端事件（通常是地震）下的性能。虽然全球有多种配置和系统可用于进行 HS，但本文的一个目标是记录内华达大学里诺分校紧凑型 HS 设置的开发和验证，用于解决新的研究问题和教育目的。提出了一种新的子结构 HS 方法，用于同心支撑框架 (CBF) 的抗震测试，重点是捕捉支撑屈曲和低周疲劳诱发断裂。本文介绍了用于慢速和实时 HS 测试的开发系统的功能和验证方法，其中计算子结构有两种不同的替代方案：Simulink 和 OpenSEES 以及 OpenFresco。进行了两个新的应用程序来演示 CBF 的 HS 测试。第一个使用循环载荷和地震载荷下的 HS 来捕捉支撑屈曲和失效，以比较损伤累积和支撑断裂通过的疲劳寿命。第二个应用使用 HS 测试来研究地震持续时间对 CBF 抗震性能的影响。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。进行了两个新的应用程序来演示 CBF 的 HS 测试。第一个使用循环载荷和地震载荷下的 HS 来捕捉支撑屈曲和失效，以比较损伤累积和支撑断裂通过的疲劳寿命。第二个应用使用 HS 测试来研究地震持续时间对 CBF 抗震性能的影响。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。进行了两个新的应用程序来演示 CBF 的 HS 测试。第一个使用循环载荷和地震载荷下的 HS 来捕捉支撑屈曲和失效，以比较损伤累积和支撑断裂通过的疲劳寿命。第二个应用使用 HS 测试来研究地震持续时间对 CBF 抗震性能的影响。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。第一个使用循环载荷和地震载荷下的 HS 来捕捉支撑屈曲和失效，以比较损伤累积和支撑断裂通过的疲劳寿命。第二个应用使用 HS 测试来研究地震持续时间对 CBF 抗震性能的影响。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。第一个使用循环载荷和地震载荷下的 HS 来捕捉支撑屈曲和失效，以比较损伤累积和支撑断裂通过的疲劳寿命。第二个应用使用 HS 测试来研究地震持续时间对 CBF 抗震性能的影响。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。这两个应用表明，所提出的 HS 方法可以潜在地用于准确捕捉 CBF 的地震行为，并为模拟真实地震载荷下的支撑屈曲和破裂提供新的数据集。本文还简要讨论了紧凑型 HS 设置在开发教学模块中的潜在用途。