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1 篇 学位论文
1 篇 会议

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2 篇 工学
- 2 篇 力学（可授工学、理...
- 2 篇 水利工程
- 1 篇 建筑学
- 1 篇 土木工程

主题

2 篇 基础动力阻抗
1 篇 自发破裂过程
1 篇 数值分析方法
1 篇 频率相关
1 篇 土结动力
1 篇 结构时程分析
1 篇 土-结构动力相互作...
1 篇 近断层地震动
1 篇 振动台模型试验
1 篇 时域差分

机构

1 篇 天津大学
1 篇 北京工业大学

作者

1 篇 杜修力
1 篇 赵建锋
1 篇 揣民昭

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=基础动力阻抗"

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详细简洁

排序：

土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗计算方法研究

土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗计算方法研究

引用

作者：揣民昭天津大学

学位级别：博士

建造在中软土或软土地基上的高层建筑,在动力荷载作用下,土体与高层建筑之间产生相互作用,其过程十分复杂,尤其是在近断层地震作用下,将会对高层建筑产生巨大影响。作为研究土-结构相互作用问题的关键,针对基础动力阻抗,目前缺少通过试... 详细信息

建造在中软土或软土地基上的高层建筑,在动力荷载作用下,土体与高层建筑之间产生相互作用,其过程十分复杂,尤其是在近断层地震作用下,将会对高层建筑产生巨大影响。作为研究土-结构相互作用问题的关键,针对基础动力阻抗,目前缺少通过试验获得其数值的精确化实用计算方法;近断层地震动有明显的脉冲效应,对高层建筑破坏力极大,但缺乏对近断层自发破裂过程的模拟研究。因此,本文以高层建筑为研究对象,系统开展了不同荷载作用下,土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗计算方法研究,并模拟了近断层自发破裂过程,探究了脉冲型地震动对土-结构相互作用体系动力响应的影响。主要创新工作和研究成果如下:（1）开展了简谐荷载作用下土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗影响规律研究。基于结构-地基相互作用体系振动台模型试验,建立并验证了土-结构相互作用体系的数值分析方法;结合试验设计参数的调整,建立了土-结构相互作用体系的分析模型;进而开展了土-结构相互作用体系的结构稳态激振分析,得到了体系的频响函数,并分析了其频响特性,进而研究了模型参数对频响函数及动力响应的影响;结合传统结构稳态激振基础动力阻抗计算方法,得到了基础动力阻抗计算值,并研究了模型参数对基础阻抗的影响;进而将基础动力阻抗计算值与基于弹性半空间理论得到的同一分析模型的理论值进行对比分析。结果表明:所建数值分析方法具有可靠性和合理性;所建分析模型可用于体系动力响应及基础阻抗的研究;同样激振力作用下,结构顶部激振要比底部激振产生的响应大;基础转动刚度系数kmm随模型参数的变化与其他基础阻抗系数不同;对于同一分析模型,基础动力阻抗计算值与基于弹性半空间理论的理论值基本吻合,但还存在一定的误差,这表明传统结构稳态激振基础动力阻抗计算方法有效性不足。（2）开展了冲击荷载作用下土-结构相互作用体系的现场振动试验研究。通过现场振动试验,得到了土-结构相互作用体系的频响函数,并分析了其频响特性;基于前人研究,推导了冲击荷载作用下,考虑基础运动影响的上部结构总位移频域公式;结合频响函数与总位移公式,得到了上部结构固定地基自然频率与模态阻尼比估计值,并定量分析了基础运动对结构顶部总运动中的贡献及结构顶部总运动的矢量表示,得到了忽略基础刚体运动需要满足的条件及基础刚体运动在固定地基共振频率处引起的变化;进而提出了冲击荷载作用下基础动力阻抗的精确化实用计算方法;结合频响函数,得到了冲击荷载下基础动力阻抗试验值,并与基于响应理论的理论值进行对比分析。结果表明:对于N-S振动,通过试验方法得到的固定地基共振频率和阻尼比要比体系的对应值分别高21.97%和-30.73%;在体系基本频率处,结构顶部总位移几乎都是由基础刚体运动引起的;基础动力阻抗试验值与基于响应理论的理论值吻合较好,所提方法能准确计算基础动力阻抗,具有较高有效性。（3）开展了地震作用下土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗影响规律研究。基于土-结构相互作用体系分析模型,进行了土-结构相互作用体系的瞬态地震动分析,研究了地震作用下,体系动力响应的内在联系和模型参数对体系动力响应的影响,揭示了其中的规律,并分析了原因;结合冲击荷载作用下基础动力阻抗的计算方法,得到了地震作用下的基础动力阻抗计算值,并与基于弹性半空间理论得到的同一分析模型的理论值进行对比分析。结果表明:接触压力峰值分布与输入地震动的强度和频谱特性密切相关;相互作用效应对基底地震动的影响主要体现在基础顶面中心点A1点与土层表面节点S10点在输入地震动固有频率附近的频率成分差异最大;相互作用效应对体系动力响应的影响程度,与上部结构和地基土的相对刚度比密切相关;对于同一分析模型,地震作用下的基础动力阻抗计算值与基于弹性半空间理论的理论值更加吻合,冲击荷载作用下基础动力阻抗的计算方法能准确计算地震作用下基础动力阻抗,该方法比传统结构稳态激振的计算方法更加有效。（4）开展了脉冲型地震作用下土-结构相互作用体系的动力响应及基础阻抗研究。基于VFRIC用户子程序的二次开发及子模型技术,建立并验证了近断层自发破裂过程的数值分析方法,揭示了近断层自发破裂的物理本质;进而研究了近断层脉冲型地震动对土-结构相互作用体系的动力响应的影响,并与远断层地震动进行对比;结合冲击荷载作用下基础动力阻抗的计算方法,得到了脉冲型地震作用下的基础动力阻抗计算值,并与地震作用下同一分析模型的计算值进行了对比分析。结果表明:所建数值分析方法能够准确模拟近断层自发破裂过程;近断层地震动的竖向分量较大,竖向加速度峰值与水平加速度峰值的比值为1.531,超过目前常用的比值2/3;与远断层地震动相比,近断层地震动对结构破坏力更大;对于同一分析模型,脉冲型地震作用下的基础动力阻抗计算值与地震作用下的计算值相差很小,冲击荷载作用下基础动力阻抗的计算方法能准确

关键词：振动台模型试验土-结构动力相互作用数值分析方法基础动力阻抗近断层地震动自发破裂过程

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地基阻抗力时域计算中的若干问题及在土-结动力相互作用分析中的实现

地基阻抗力时域计算中的若干问题及在土-结动力相互作用分析中的...

引用

第三届全国防震减灾工程学术研讨会

作者：赵建锋杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100022

基于笔者提出的考虑基础动力阻抗函数频率相关特性的地基阻抗力的时域计算方法,对参数拟合方法和所选系统稳定条件进行了研究,并完成了基于通用有限元软件和地基阻抗力时域差分形式的考虑土-结动力相互作用影响的结构时程分析程序二次开... 详细信息

基于笔者提出的考虑基础动力阻抗函数频率相关特性的地基阻抗力的时域计算方法,对参数拟合方法和所选系统稳定条件进行了研究,并完成了基于通用有限元软件和地基阻抗力时域差分形式的考虑土-结动力相互作用影响的结构时程分析程序二次开发.最后,通过数值算例验证了该方法的有效性,并初步讨论了土-结构相互作用系统动力响应分析中基础动力阻抗函数频率相关性的影响。

关键词：土结动力基础动力阻抗频率相关时域差分结构时程分析

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