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。

结构-地基-结构相互作用地震反应分析

针对成层地基，用样条有限元与半解析无限元耦合法分析水平方向无限伸展的地基土，对结构－地基－结构进行了地震反应分析，并在分析中考虑了地震波存在的衰减和相位差。

考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静、动力研究[Ⅱ]——有限元分析

对贮仓结构的静、动力问题进行了系统的分析计算 :考虑到地基 结构 散粒体间的相互作用 ,引入新的计算模式 ,对不同地基上的贮仓结构模型进行了系统的有限元静、动力分析计算 ,并与作者所完成的试验结果进行了比较。结果表明 。

求解地基-结构系统运动方程的基本频率法

地基动力阻抗的频率相关性，导致地基－结构系统运动方程的刚度矩阵和阻尼矩阵是运动频率的函数．本文考察求解这类方程的一种近似方法的有效性．算例表明，对于采用箱、筏类基础的高层建筑，近似方法既简单又十分有效．

不同激励方式的结构-地基-结构地震反应

导出了适合于基底多支点输入的结构－地基－结构相互作用系统动力方程，比较了地面输入和基底输入两种激励方式对结构地震反应的影响。

非线性地基-结构系统的地震共振突变分析

根据系统能量,由拉格朗日方程导出非线性地基-结构系统的动力方程,利用渐近解法(KBM)给出了系统共振区地震响应的渐近解,进而给出了共振区结构响应的振幅-频率响应数值结果,并分析了地基参数对结构振幅响应特性的影响。研究结果表明随着地基参数的变化,结构响应产生共振区畸变、振幅突变、“路径”效应与滞后现象等非线性性质,两突变点之间存在不稳定共振区;同一类型场地的地基,地基参数的变化对结构的动力特性有显著的影响,按现行抗震设计方法对非线性地基-结构系统进行抗震分析时,可能产生较大的偏差,需考虑这些非线性特性,使设计参数更合理和优化。

地基-结构系统地震响应的突变模型分析

由拉格朗日方程导出地基-结构系统地震响应分析的动力方程,利用突变模型分析了系统对地震响应的复杂过程,并分析了振幅响应的跳跃现象和“路径”效应等非线性动力特性,得出了有意义的结论。分析结果对地基-结构系统的参数设计有一定的参考价值。

地基-结构相互作用系统的时域参数识别

提出地基_结构相互作用系统的时域参数识别方法· 在建立地基_结构相互作用的计算模式和运动方程的基础上,运用扩展的卡尔曼滤波技术,将相互作用系统中的参数作为增加的状态变量,建立了该系统的时域参数识别方法· 并依据大型振动台条件下的层状地基_贮仓结构相互作用系统的模型试验数据,实施了地基_结构相互作用系统时域参数识别的全过程· 计算结果表明。

考虑结构-地基-结构相互作用的核电厂结构地震响应分析

在实际核电厂项目中不同厂房在同一场地的现象非常普遍,因此对核电工程进行结构-地基-结构相互作用(SSSI)的研究是保证其安全的重要方面。该文首先从阻尼溶剂抽取法(DSEM)基本原理出发,推导出考虑相邻结构动力相互作用的结构-地基-结构交界面相互作用力,并运用UPFs二次开发工具,将SSSI时域分析模型嵌入到有限软件ANSYS中。最后,以工程实际为例,对反应堆厂房典型节点的楼层反应谱、加速度时程、位移时程以及沿高程的最大加速度变化曲线进行探讨。结果可为类似核电结构的抗震评估及优化设计提供依据。

采用MARC模拟支盘桩-地基-结构动力相互作用体系建模方法

文章以结构-动力相互作用振动台模型试验为基础,结合通用有限元软件MARC,对结构-地基动力相互作用体系进行有限元计算建模的一些问题作了研究。主要包括柔性容器的模拟、网格的划分、对称性的利用、重力的考虑、土体本构模型的选用及模型的非线性模拟等。文章利用上述建模方法,对结构-地基动力相互作用体系的振型曲线和加速度时程曲线进行计算,将模拟结果与试验结果相对照,吻合较好;通过计算分析,验证了简化处理方法的合理性和计算模型的可行性。

不同土性的地基-结构动力相互作用振动台模型试验对比研究

通过结构-地基动力相互作用(SSI)体系的振动台模型对比试验,研究了不同土性的地基条件对动力相互作用效果和规律的影响。在试验现象方面发现,地基土越软弱,结构沉降和倾斜越大;不同土性条件下结构裂缝形态相似,但土越硬,裂缝出现越早,发展也越严重。在体系动力特性方面发现,SSI体系频率均小于不考虑SSI的结构自振频率,阻尼比大于结构材料阻尼比,但不同土性条件时由于土、基础、结构三者刚度比不同,SSI对动力特性的影响程度和机理存在差异。在地震反应方面发现,土越硬,加速度反应的峰值放大系数越大;加速度反应的主要组成成分和频谱特征是,土较软时以基础转动引起的摆动分量和平动分量为主;土较硬时以结构弹塑性变形分量为主。结果表明在不同地基土性条件下,结构-地基动力相互作用具有相似的规律,但其效果和机理存在差异。

无限地基-结构动力相互作用分析的分区递归时域算法研究

基于阻尼抽取法,针对结构-无限地基动力相互作用时域分析提出了一种新的分区递归数值求解算法,包括逐步积分形式的地基作用力计算公式及动力相互作用分析中,基于子结构法的具体数值实现过程。该算法隐式地满足了无限介质辐射条件,可方便地确定地基作用力与交界面位置变位的关系,消除了无限地基动刚度时域算法中的频率相关性及褶积分,此外,时域子结构方式的求解可以方便地考虑结构部分的非线性力学特征。以实例的形式说明了该方法良好的精度与应用的简便性。

不同土性的地基-结构动力相互作用下桩基础的动力反应

通过对地基土质从软到硬的3个阶段结构-地基动力相互作用体系振动台模型试验进行对比分析,研究揭示了在软弱均匀土、较软分层土、较硬分层土等不同土性的地基-结构动力相互作用下桩基础的裂缝形态、桩身应变分布、桩土接触压力分布等动力反应规律.

改进的地基-结构体系上部结构合理性初步分析

文章为了更加真实地反映结构-地基体系在地震作用下的内力和变形特征,在以往结构-地基的地震反应模型中提出的三维空间地基模型的基础上,考虑加上上部刚框架结构,与以往上部四结点平面应力等参单元结构模型模拟上部梁柱构件的不同,采用杆件单元有限元模型。计算表明,上述结构地震反应分析的杆件有限元模型的分析结果与理论分析完全一致,说明了这种模型的合理性,可以进一步应用于结构-地基的动力分析。

基于三维有限元分析的某高层项目地基-基础-上部结构共同作用分析

依托孟加拉国某项目,系统性介绍了采用三维有限元方法进行考虑地基-基础-上部结构共同作用的分析实例。首先,采用数值模拟方法,对现场非后注浆常规单桩静载荷试验进行反演分析,探讨了通过控制桩侧接触面强度折减系数及桩端接触面刚度来模拟桩端后注浆技术对桩侧及桩端加固效应的可行性。然后,依据孟加拉国家建筑规范(BNBC-2020)荷载组合值,采用流-固耦合分析方法进行了考虑短期加载效应及长期固结效应的地基-基础-上部结构共同作用分析,重点分析了群桩基础基桩轴力及竖向位移分布模式、单桩及群桩的基桩刚度对比、单桩与群桩的沉降比、桩土荷载分担比以及长期固结效应对沉降和筏板应力的影响,分析结果表明:(1)群桩基础下基桩桩端承载力占比约10%,整体表现为摩擦型桩,基桩轴力及桩身竖向位移延桩轴向自桩顶至桩底均表现为近似梯形衰减的分布。(2)采用共同作用分析方法计算结果的群桩效应显著,考虑长期效应共同作用分析的平均群桩基桩刚度约为350MN/m,单桩与群桩分析的沉降比约为0.25。(3)考虑长期固结效应后,筏板下桩土发生应力重分布现象,群桩整体沉降最大值增长约20%,筏板压应力最大值增长约10%。地基-基础-上部结构共同作用分析,宜采用考虑长期固结效应的流固耦合有效应力参数进行计算,以考虑排水固结的过程,以得到更为准确的筏板内力及基桩反力。

非一致地震波动输入下大型钢筋混凝土框架结构-地基体系地震响应规律

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。

考虑地基-结构相互作用的钢管混凝土拱桥非线性地震响应

考虑地基-结构相互作用情况,研究了上承式大跨度钢管混凝土拱桥线性及非线性地震响应。以其上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,以三维粘弹性人工边界模拟远场地基的辐射阻尼和弹性恢复性能,建立了包括基岩和上部桥梁的整体分析模型,沿纵桥向输入amax=0.2g迁安地震波,在考虑地基-结构相互作用条件下研究了上承式大跨度钢管混凝土拱桥线性及非线性地震响应。研究表明非线性行为在桥梁进行地震响应位移分析时是不可忽视的,考虑非线性后拱肋地震响应位移计算结果增大,主拱肋部分截面弯矩My、Mz大于线性计算时结果;下弦管轴力在拱脚附近非线性计算时结果大于线性计算时结果,但幅度不大,在跨中附近非线性计算时结果小于线性计算时结果。

结构-地基动力相互作用体系振动台模型试验研究

本义设计实现了结构－地基动力相互作用体系的振动台试验，通过试验研究了动力相互作用体系的地震动反应的主要规律。由于动力相互作用的影响，软土地基中相互作用体系的频率远小于刚性地基上不考虑结构－地基相互作用的结构频率，而阻尼比则远大于结构材料阻尼比。软土地基对地震动起滤波和隔震作用。由于上部结构的振动反馈，基底地震动与自由场地震动不相同。上部结构柱顶加速度反应主要由基础转动引起的摆动分量组成，平动分量次之，而弹性变形分量很小。桩身应变幅值呈桩顶大、桩尖小的倒三角形分布。桩上接触压力幅值呈桩顶小、桩尖大的三角形分布。试验表明，结构－地基动力相互作用对体系地震反应的影响是很显著的。本试验为验证理论与计算分析的研究成果、改进或提出合理的计算模型和分析方法，提供了丰富的试验数据，为进一步研究奠定了基础。

结构-地基动力相互作用问题分析的一种直接方法

本文给出结构-地基动力相互作用分析的一种直接有限元方法,可以依托大型结构分析软件完成结构-地基动力相互作用研究工作.该方法不但可以较好地模拟半无限地基的辐射阻尼,也能模拟远场地球介质的弹性恢复性能.文中同时给出了一种结构-地基动力相互作用中地震波动输入方法,可以准确模拟任意角度入射的地震行波的输入.数值算例表明本文给出的方法具有较高的精度.

用ANSYS模拟结构-地基动力相互作用振动台试验的建模方法

本文以结构一地基动力相互作用振动台模型试验为基础，结合通用有限元软件ＡＮＳＹＳ，对结构－地基动力相互作用体系进行有限元计算建模的一些问题作了研究，主要包括柔性土容器的模拟、土体动力本构模型的选用、上体与结构交界面上的状态非线性模拟、网格划分、重力的考虑、结构中钢筋的处理以及对称性的应用等．文中给出了利用上述建模方法对结构－地基动力相互作用体系进行计算的一些加速度时程结果，并与试验结果相对照，吻合较好．通过计算分析，验证了简化处理方法的合理性和计算模型的可行性．