工程结构混合试验是研究结构抗震性能的重要手段之一,通过将整体结构中行为复杂的部分用于实际试验,其余部分通过数值模拟的方式,经济高效地再现整体结构的地震响应。混合试验能否成功实施的关键在于数物边界协调和数值模型精确。数物边界协调既包括数物边界的数值计算,也包括边界条件的物理加载实现。简单、准确、稳定的边界协调算法通常是受到混合试验欢迎的,而随着子结构之间的边界条件越来越复杂,针对试验子结构的准确物理加载则显得尤为重要。此外,试验子结构和数值子结构的并行处理,为充分利用试验数据、更新数值子结构提供了便利条件,这也是使数值模型更逼近于真实情况,从而提升混合试验模拟精度的有效手段。本文针对上述两个问题,在子结构协调算法、多自由度加载装置及算法、模型参数在线更新等方面开展研究,最终完成通用的混合试验软件。论文主要完成了以下工作:1、提出了数物边界交替协调算法。针对复杂数物边界静力边界难以预测的问题,采用数值子结构和物理子结构交替进行分析和加载的策略,数值子结构和试验子结构在先后两步中互相提供位移和力边界条件,使得试验子结构静力边界条件更容易实现。提出了基于能量的误差指标,并通过对六层BRB加固RC框架的子结构混合仿真和试验,验证了交替协调方案的有效性和准确性。2、提出了多自由度力位移混合控制方法,提出了结合PI控制的改进牛顿-拉普森迭代方法来求解非线性问题,提出了结合PI控制的增量运动学变换法来解决非线性坐标变换问题,利用离散控制理论设计了控制增益,并验证了该方法的收敛性。将所提出的方法应用于Stewart多自由度空间加载装置,实现了作动器高耦合状态下空间六自由度的力位移混合加载控制。3、建立了Open Sees-Open Fresco-Stewart子结构混合试验系统,实现复杂结构地震作用下弯压剪扭复杂受力行为的准确物理再现。以小半径曲线桥梁为例,利用基于Stewart的小型电动平台和大型液压加载平台再现了桥墩在空间受力状态下复杂破坏过程。4、提出了考虑边界条件的多输入模型更新方法,通过对试验子结构的恢复力以及边界条件的在线监测,采用无迹卡尔曼滤波方法,对试验子结构的模型参数进行识别,进而将数值子结构中与试验子结构具有相同力学行为的构件参数进行更新。相比单输入模型更新,考虑边界条件后,参数识别收敛速率更快更稳定,大幅度提高数值模型的精度。5、建立了通用混合试验控制平台。建立了统一的数值接口实现与数值域的通讯,建立了通用的加载框架以及数据传输格式,兼容各类加载设备,进而实现各类加载装置的自由配置以及与数值模型之间的数据交互,使混合试验的实施更加简单高效。