非线性接触力学模型在地基-基础相互作用弹性分析中的应用

针对多体相互作用体系的非连续变形分析问题和接触问题,采用 Mohr-Coulomb 屈服准则和关联流动法则以及接触界面上的非线性应力分布模式,考虑接触界面特性提出了非线性接触力元模型,以结点位移和界面相互接触应力同时作为独立未知变量,建立了离散系统的总体控制方程。进而,通过数值求解能够直接确定变形体内的应力与变形、界面上的接触应力与离散体的位移与运动。将这种以接触力元为基础的多体系统分析方法具体应用于基础与地基相互作用分析,通过数值计算与分析探讨了地基与基础的相对刚度、荷载大小及其偏心距、地基与基础间界面力学参数对接触界面的应力分布和地基变形的影响,所得结果为工程中考虑基础与地基相互作用影响的设计与分析提供了参考依据。

地基-结构动力相互作用对基础隔震效果的影响

以多层基础隔震框架为研究对象,利用有限元分析方法,研究地基-结构相互作用效应对基础隔震结构隔震效果的影响。对考虑和不考虑SSI效应时隔震体系的动力特性和地震响应的差异进行对比,并对地基-结构相互作用效应各组成因素对隔震后地震响应的影响规律进行分析。分析结果表明,地基-结构相互作用效应对基础隔震结构存在影响,在工程设计中,隔震结构不应忽略地基-结构相互作用效应的影响。

土-相邻基础相互作用的地基刚度计算分析

为了研究相邻基础对地基刚度的影响,提出了地基刚度影响系数的概念,并运用三维弹性半空间内明德林解,推导出地基刚度影响系数的计算表达式,进而通过计算地基刚度影响系数分析了相邻基础存在时,两个基础之间净距、基础边长比值以及地基土特性对地基刚度的影响规律,并根据净距和边长比值划分了可不考虑相邻基础相互作用的范围。结果表明:(1)基础周围有相邻基础存在时,其地基刚度较不存在相邻基础的地基刚度有所提高;(2)相邻基础对地基刚度的影响随着两个基础之间净距的增加而减弱,随着边长比值的增加而增强,以及随着地基土泊松比的增加而增强;(3)黏土地基中相邻基础对地基刚度的影响较其他(如粉土地基)地基更显著;(4)当净距不小于基础边长15倍时,或者基础边长比值小于0.1时,可以不考虑相邻基础对地基刚度的影响,其他情况需根据净距和边长比值分析是否考虑相邻基础对地基刚度的影响。

地基基础—结构动力相互作用的研究进展及计算方法

概括总结了地基基础—结构动力相互作用的研究发展状况,介绍了现阶段在理论研究过程中经常采用的一些计算方法,并对这方面今后的发展研究提出了建议.

考虑基础与地基相互作用的复合地基沉降和基础内力计算

基础与地基间的相互作用是影响基础内力计算的关键问题 ,目前尽管各种数值计算程序已相当普及 ,但计算参数的选取仍然没有得到很好的解决。通过采用现有的三维有限元程序 ,使用常规岩土工程勘察报告提供的压缩模量代替变形模量进行分析 ,并且将局部加强、双层地基与规范中沉降计算方法的结果进行了比较 ,得到了比较合理的沉降及基础内力分布 ,完全可满足工程需要。

形状不规则基础-地基的动力扭转相互作用

采用薄层元素法和有限单元法,研究了形状不规则基础-地基的扭转动力相互作用。对平面形状为"L"形和"C"形的箱形基础和刚性筏板基础的阻抗函数以及基础输入地动进行了比较分析。结果表明,随着凹进部分尺寸的增大,"L"形基础的扭转阻抗降低,它可以用相同扭转惯性矩的正方形基础进行近似等效;而凹进部分对"C"形基础的影响比较小,在凹进部分不太大且频率不太高的情况可以忽略不计。

上部结构-桩基础-地基相互作用体系地震反应分析

考虑上部结构与地基基础的动力相互作用,通过模型试验研究上部结构-桩基础-地基体系的地震反应,并运用ANSYS软件进行模拟分析,计算相互作用体系在水平地震作用下的动力反应。结果表明,有限元分析结果与模型试验结果比较接近,ANSYS软件可用于相互作用体系的分析。

桩箱基础与地基相互作用高层建筑抗震性能研究

桩箱基础整体刚度大，可大大改善高层建筑的横向整体倾斜，有效地调整或减小不均匀沉降，在高层建筑基础中应用得越来越多．桩箱基础、地基与上部结构相互作用共同工作的抗震性能是人们关注的问题．本文对此进行了分析研究．

考虑地基-基础相互作用的某筒仓弹塑性地震反应分析

对一装有煤粉的筒仓进行了三维弹塑性动力分析,首次考虑了基础、地基在地震过程中对筒仓动力特性的影响,给出了合理的计算模型,更加接近实际.

上部结构-桩筏基础-地基相互作用有限元分析

为了研究结构-桩-土的相互作用,利用有限元程序对上部结构-桩筏基础-地基相互作用体系建立了三维有限元分析模型.通过计算分析并与常规设计作了比较,对两种情况下上部结构的内力变化作了探讨.结果表明:筏板发生"盆型"变形,上部结构的梁、柱内力都发生了重分布:即四个角柱轴力增大,边柱和内部柱都出现卸荷现象;柱端弯矩最大值和梁端弯矩最大值都出现在最底层.计算中土体、桩、筏、结构等材料都取弹性范围分析.

水平荷载下高层框架结构与地基基础相互作用的性状分析

利用子结构分析方法和文克尔地基横向反力模型，建立了水平荷载下场高层框架结构。桩基础－地基的共同作用分析模型。针对一具体建筑物进行了多种方案的对比计算，分析了下述问题；（１）考虑桩基础和地基刚度对底层为高架层的上部框架结构水平位移和内力的影响；（２）分别改变建筑物高度、基桩直径、承台厚度、土的侧向刚度等因素对计算结果的影响。通过分析对比，得出了有益的结论。

空间框架—十字交叉基础梁与弹性地基相互作用简化分析的超元法

提出空间框架—十字交叉基础梁与弹性地基相互作用简化分析的超元法 ,即将空间框架和十字交叉基础梁简化处理为十字交叉剪—弯梁 ,按柱距划分为超级单元 ,用有限元分析与不同弹性地基相互作用问题 ,计算简便 。

地基—基础—支护结构—上部结构动力相互作用体系的计算分析研究

利用通用有限元程序ANSYS针对地基—基础—支护结构—上部结构动力相互作用体系进行了计算分析,探讨了支护结构的存在对高层建筑抗震性能的影响,计算中土体的本构模型采用等效线性模型,利用粘—弹性人工边界作为土体的侧向边界,并研究了支护排桩长度和刚度、上部结构刚度以及基础型式等参数对动力相互作用体系的动力特性及地震反应的影响。

高层建筑物-桩筏基础-地基相互作用体系的计算分析

运用大型有限元软件ANSYS对相互作用体系建立三维有限元模型,进行动力特性和非线性地震反应分析.分析结果表明,桩土参与相互作用对上部结构地震反应有不容忽视的影响,且上部结构相对于地基刚度越大,共同效果越明显;结构的动力特性和地震反应不仅取决于结构本身的刚度,而且与地基特性,基础形式等有密切的关系.

高层建筑上部结构和基础及地基相互作用分析

结合工程概况,介绍了筏板基础形式的高层建筑不考虑与考虑相互作用时的内力分析,并对考虑相互作用时上部结构、基础和地基刚度变化时对上部结构和基础内力的影响进行了阐述,从而为高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的进一步研究提供了理论基础。

层状地基—基础—框架相互作用系统的参数识别

提出了一种层状地基—基础—框架相互作用系统的参数识别方法。根据集中剪切型系数的运动特征 ,将层间刚度和阻尼从总体系统中分离出来 ,依据最小二乘识别法则 ,导出了层间刚度和阻尼这些层间参数识别的递推方程 ,以此为基础建立了地基—基础—框架相互作用系统的参数识别方法。并以人工模拟系统输入和输出的方法 ,对一位于三层粘性土上的框架结构系统 ,实施了参数识别的全过程。结果表明 ,所建立的系统参数识别方法 ,对识别初始值的要求较低 ,且具有良好的识别精度。

超大型冷却塔考虑地基-基础-上部结构相互作用的地震反应分析

以火电厂冷却塔为例,建立了刚性地基和考虑地基、基础、上部结构相互作用的三维有限元模型。通过输入不同的地震动,采用时程分析方法对冷却塔进行地震反应分析,得到了冷却塔在两种情况下节点最大水平位移、绝对加速度随X支柱、塔筒高度变化的规律;并对两种情况下的地震响应结果进行了对比分析,结果表明,该类构筑物在地震作用下,相互作用的影响不容忽略。

基于动力有限元分析压缩机基础——地基动力相互作用

本文提出了一种考虑基础到基础动力相互作用的压缩机基础动力响应的有限元方法。在这种方法中,压缩机动力机械基础被用作粘弹性体以反映基础的变形,有限元程序ANSYS用于分析压缩机基础的动力响应。通过实例计算,考虑了地基与地基之间的相互作用,采用有限元方法模拟了动力设备地基与周围土壤的实际工作机理。

水平荷载下基础与地基土相互作用数值模拟

通过对水平均布荷载下条形基础及地基土相互作用机理分析、数学建模和数值求解.利用MATLAB PDEtoolbox工具包建立模型,网格剖分,数值求解,输出相应的点(p)、边(e)、三角形(t)数据向量,最后求出按节点编号排练的解的数值.反映了水平均布荷载下条形基础及地基土的相互作用规律,在水平荷载下条形基础和地基土在基础的底边与地基土的相互作用应力最为集中,水平和竖直方向的位移也最大.随着水平荷载的增大,条形基础的水平和竖向的位移变化越明显,随水平荷载减小,其水平和竖向的位移变化越小.

密肋壁板结构-地基基础相互作用分析

文中利用有限元分析方法,用ANSYS模拟其三者的相互作用,分别与不考虑上部结构、仅考虑一层结构时基础的应力、应变作比较。结果表明:在地基基础和荷载条件不变的情况下,增加上部结构的刚度会大大减少基础的相对挠曲和内力,同时导致上部结构自身内力增加等结论。