Page 50 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期
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1072 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 6 月
当模拟地震事件结束时，试件恢复至初始位置，
表明地震激励对模拟超高层钢结构的位移影响
微乎其微。原因是该超高层钢结构的柔性特性
及其与振动台的稳固连接。
图 6 钢结构模拟超高层试件与 IMU 安装及布局
Fig. 6 Steel Structure Simulated Super-Tall Test
Specimen and IMU Installation and Layout
图 8 模拟超高层钢结构模拟地震激励下的平移
Fig. 8 Translation of Simulated Super-Tall Steel
Structure Under Simulated Seismic Excitation
通过互补滤波解算的倾角和扭转角变化情
况如图 9 所示，其中倾角 1 为 X 方向的倾角，倾角 2
为 Y 方向的倾角。从图 9 可以看出，地震发生时，
倾角逐渐增大，表明模拟超高层结构发生倾斜，
随着地震强度的减弱，倾角逐步恢复到地震前状
态。然而，在模拟地震激励过程中产生了 0.02°的
扭转角，未完全恢复到地震前状态。
图 7 地震动作用下的加速度和角速率时程曲线
图 9 模拟超高层钢结构模拟地震激励下的
Fig. 7 Time Series of Acceleration and Angular Velocity
倾角与扭转角
in Seismic Motion
Fig. 9 Tilt and Torsion Angles of Simulated Super-Tall
状态与 IMU 设备性能均无异常。对比图 7（a）与 Steel Structure Under Simulated Seismic Excitation
图 7（b）可以看出，Y 轴动力试验对 IMU 输出加速 综上所述，本次模拟罕遇地震的试验表明，超
度的 Y 轴影响较大，对 IMU 输出角速率的 X 轴影 高层钢结构在地震过程中产生了位移、振动、倾斜
响较大。 及扭转等多种变形。在地震结束后，超高层钢结
图 8 展示了通过加速度计积分算法计算得到 构 的 倾 斜 和 位 移 均 恢 复 至 初 始 状 态 ，但 仍 存 在
的 Y 方向位移。结果显示，峰值位移仅为 0.5 mm， 0.02°的扭转角。试验结果验证了基于 IMU 的加
