检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：申健兰州理工大学

学位级别：硕士

中国土地辽阔,地震发生频繁,其的巨大破坏力往往会对社会造成巨大的损失。储液罐在石油化工行业应用非常广泛,且在实际应用中往往成列布置,间距较小,使得地震作用下可能会产生相互影响,甚至会导致储液罐发生破坏的概率增加。而地震导致... 详细信息

中国土地辽阔,地震发生频繁,其的巨大破坏力往往会对社会造成巨大的损失。储液罐在石油化工行业应用非常广泛,且在实际应用中往往成列布置,间距较小,使得地震作用下可能会产生相互影响,甚至会导致储液罐发生破坏的概率增加。而地震导致得该类设施破坏不仅会对能源造成严重浪费,而且还会引发爆炸和环境污染等次生灾害。加强相邻储液罐在地震作用下的安全性和降低其破坏概率,对于能源储备、预防灾害、抢险救灾及灾后重建等都有重要意义。本文主要研究内容如下:(1)基于ADINA程序,考虑液-固-土耦合、结构-土-结构相互作用、材料非线性及粘弹性边界等重要因素,建立了单罐和相邻罐两种布置下储液罐的精细化三维数值计算模型。对比研究了单罐和相邻罐不同布置下系统的地震响应,探讨了地震作用下储液罐的群效应,并开展了参数影响研究。(2)提出了在相邻储液罐之间地基中引入振动屏障装置进行振动控制的新方法,考虑液-固-土耦合、液体晃动力学行为、结构-土-结构相互作用等重要因素,建立了振动控制储液罐的精细化三维数值计算模型,探讨了地震作用下振动屏障装置对于相邻储液罐的振动控制效果,并开展了参数影响分析。(3)建立了多个振动屏障布置下相邻储液罐的三维数值计算模型,从4个不同方向输入地震波,探讨了地震波入射角度对于储液罐地震动力响应以及振动屏障控制效果的影响,并开展了参数影响分析。

关键词：储液罐结构-土-结构相互作用地震响应振动屏障斜入射

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建筑群结构-土-结构相互作用的影响参数研究

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同济大学学报（自然科学版） 2013年第4期41卷 510-514页

作者：王淮峰楼梦麟陈希翟永梅同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092 同济大学上海防灾救灾研究所上海200092

采用有限元方法,建立一系列土-结构系统的三维模型,研究了地震动激励方向及频谱成分、土层剪切波速及阻尼比、基础形式及埋深、上部结构楼层数等对结构-土-结构相互作用(SSSI)规律的影响.分析结果表明,在垂直于结构物排列方向的地震动... 详细信息

采用有限元方法,建立一系列土-结构系统的三维模型,研究了地震动激励方向及频谱成分、土层剪切波速及阻尼比、基础形式及埋深、上部结构楼层数等对结构-土-结构相互作用(SSSI)规律的影响.分析结果表明,在垂直于结构物排列方向的地震动激励下,SSSI效应几乎为零;SSSI效应的大小与地震波频谱成分密切相关;剪切波速小、阻尼小、基础埋深浅,则SSSI效应明显;两边结构与目标结构的楼层数相同时,SSSI效应最明显.

关键词：结构-土-结构相互作用土-结构相互作用参数化研究高层建筑群

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SH波斜入射时三维结构-土-结构相互作用分析

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地震工程与工程振动 2017年第1期37卷 81-90页

作者：陈少林常梦利南京航空航天大学土木工程系江苏南京210016

本文实现了SH波斜入射时三维结构-土-结构动力相互作用分析。半无限土体采用集中质量显式有限元结合透射人工边界进行分析;结构经有限元离散后,采用Newmark隐式积分方法进行分析;刚性基础的响应采用显式积分方法计算。通过算例,分析了... 详细信息

本文实现了SH波斜入射时三维结构-土-结构动力相互作用分析。半无限土体采用集中质量显式有限元结合透射人工边界进行分析;结构经有限元离散后,采用Newmark隐式积分方法进行分析;刚性基础的响应采用显式积分方法计算。通过算例,分析了相邻结构存在与否、结构间距、结构大小、结构前后位置、SH波入射角度对基础和结构地震响应的影响。结果表明:(1)SH波入射角度对结构-土-结构相互作用有较大影响,随着入射角度的增大,高频段的干涉和遮挡效应较为明显;(2)两相邻结构中,大结构对小结构的影响较大,小结构对大结构影响较小;(3)当考虑结构-土-结构相互作用时,不仅结构自身各个自由度之间的运动存在耦合,而且通过土体的联系,相邻结构的各个自由度之间也存在耦合。(4)通过地震记录或地脉动测试获取结构自振特性时,应考虑相邻结构的影响,避免混淆。

关键词：结构-土-结构相互作用透射边界地震波集中质量显式有限元显-隐式积分方法

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结构-土-结构相互作用的模型对比与影响因素分析

结构-土-结构相互作用的模型对比与影响因素分析

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第25届全国结构工程学术会议

作者：陈晶陈清军同济大学土木工程防灾国家重点实验室

该文以上海软土场地上两栋12层桩基框架结构为背景,采用ANSYS软件,分别建立了结构-土-结构相互作用体系的二维有限元分析模型和三维有限元分析模型,以Elcentro波作为输入,对比分析了两种模型的加速度反应、位移反应以及内力反应结果,分... 详细信息

该文以上海软土场地上两栋12层桩基框架结构为背景,采用ANSYS软件,分别建立了结构-土-结构相互作用体系的二维有限元分析模型和三维有限元分析模型,以Elcentro波作为输入,对比分析了两种模型的加速度反应、位移反应以及内力反应结果,分析结果表明:对于地震作用情形,结构-土-结构相互作用的二维有限元数值结果与三维有限元的数值结果差异明显。在此基础上,文中采用结构-土-结构相互作用体系的三维有限元模型,以Elcentro波、Loma Prieta波和上海人工波作为输入,进一步分析了不同地震波作用下建筑物间距和建筑物高度对结构-土-结构相互作用的影响。结果表明:当建筑物的净间距大于基础的宽度时,结构-土-结构间的相互作用已不明显;随着建筑物高度的增加,结构-土-结构间的相互作用影响逐渐增大。

关键词：结构-土-结构相互作用地震作用分析模型对比影响因素分析有限元法

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高层建筑结构-土-结构相互作用非线性有限元研究

高层建筑结构-土-结构相互作用非线性有限元研究

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作者：油恩禄南华大学

学位级别：硕士

地震是最具毁灭性和危险性的自然灾害之一,其对城市建筑结构的损害严重威胁了人们的生命财产安全,现有城市化进展中,结构布置越发密集,已有研究表明,地震时结构间的相互作用不可忽略,结构-土-结构相互作用研究对密集建筑群中结构的抗震... 详细信息

地震是最具毁灭性和危险性的自然灾害之一,其对城市建筑结构的损害严重威胁了人们的生命财产安全,现有城市化进展中,结构布置越发密集,已有研究表明,地震时结构间的相互作用不可忽略,结构-土-结构相互作用研究对密集建筑群中结构的抗震设计有重要意义。基于上述背景,本文对地震时典型框架结构与剪力墙结构间结构-土-结构动力相互作用进行了非线性限元分析,主要的工作如下: 1.针对结构间的SSSI效应问题,本文采用有限元法进行了系列研究。首先基于ABAQUS分析软件建立多栋高层结构-地基二维有限元分析模型,为准确描述结构间相互作用,考虑了土-结构材料非线性和静力条件的影响,并输入不同频谱特性的水平地震动,对模型进行静-动力耦合数值分析。为更好的明确SSSI效应对结构的影响,定义了动力响应的影响系数,并将之作为量化SSSI效应的标准,同时在考虑结构数量、类型、排布以及输入地震动的前提下设置了多样的结构工况。 2.探讨了结构数量、类型、排布及输入地震动频谱特性在SSSI效应中的影响规律。首先针对两种结构类型组合的工况,以动力响应影响系数为标准,从相邻结构的类型、数量方面出发,分析其对结构动力响应的影响特征;另外针对单类型的结构布局从结构类型出发,分析结构排布中相对不利的结构位置以及并讨论了结构类型、数量对结构动力响应的影响特征。 3.通过上节中对不同工况中结构的动力响应分析,选择受SSSI影响较大的工况进一步研究了其结构部件的内力响应特征,讨论了地震时结构地上部分、地下部分最不利的位置,以及与结构振型的关系,同时结合地震动的频谱特性分析了两种类型结构在地震动作用时桩顶峰值剪力的变化趋势。并且在综合考虑了结构类型、数量、地震动类型后给出了相对有利的数量及相对位置条件,并针对本模型提出了减少SSSI效应不利影响的理论方法。

关键词：结构-土-结构相互作用非线性地震响应高层建筑剪力墙结构框架结构

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地震下考虑群体效应的高层建筑土-结构相互作用研究

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土木工程学报 2014年第S1期47卷 1-5页

作者：李培振严克非徐鹏同济大学结构工程与防灾研究所上海200092

基于有限元软件ANSYS,对相邻高层结构的动力相互作用进行三维有限元计算模拟分析,探讨建筑群在地震作用下的动力反应规律。分析模型中,地基土体采用上海软土,土体的本构模型采用等效线性模型,土体的侧向边界为黏弹性人工边界,上部结构... 详细信息

基于有限元软件ANSYS,对相邻高层结构的动力相互作用进行三维有限元计算模拟分析,探讨建筑群在地震作用下的动力反应规律。分析模型中,地基土体采用上海软土,土体的本构模型采用等效线性模型,土体的侧向边界为黏弹性人工边界,上部结构采用框架剪力墙结构。将结构-土-结构动力相互作用(Structure-Soil-Structure Interaction,简称SSSI)体系与对应的单个结构-土动力相互作用(Structure-Soil Interaction,简称SSI)体系的分析进行比较,证实SSSI与SSI体系建筑物动力特性和地震反应差别。结果表明,与SSI体系相比,考虑SSSI效应时,体系自振频率降低,土体的加速度峰值有所减小,且减小幅度随着土层厚度增加迅速下降;上部结构的峰值位移减小,且减小幅度随着楼层的增高而增大;结构总层间剪力和倾覆力矩减小,且框架部分承担的力矩比例减小。

关键词：结构-土-结构相互作用结构-土相互作用软土地基群体效应

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土-结构群相互作用体系地震响应振动台试验研究

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震灾防御技术 2022年第4期17卷 611-621页

作者：王国波王垚王建宁董正方温州大学建筑工程学院浙江温州325035 中国机械工业集团有限公司北京100080 河南大学土木建筑学院河南开封475004

设计并开展一系列土-结构群相互作用体系振动台试验,考虑结构数量、地震动类型与幅值等参数,研究土-结构群相互作用对结构及场地土响应的影响,并对模型土参数确定方法进行分析。研究结果表明,地表建筑物的存在并不总是减小自由场地面运... 详细信息

设计并开展一系列土-结构群相互作用体系振动台试验,考虑结构数量、地震动类型与幅值等参数,研究土-结构群相互作用对结构及场地土响应的影响,并对模型土参数确定方法进行分析。研究结果表明,地表建筑物的存在并不总是减小自由场地面运动,但地面运动随着地表结构数量的增加而降低;土-结构群相互作用对位于结构群中心的结构响应影响最大,且会放大土体卓越频率附近的响应成分;不同评价指标之间具有不同的侧重点,但均可较好地评价结构群之间的相互作用;输入地震动的总能量越高,土-结构群相互作用越明显。

关键词：振动台试验土-结构相互作用结构-土-结构相互作用土-结构群相互作用

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考虑群体效应的高层建筑土-结构相互作用参数研究

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结构工程师 2019年第2期35卷 40-51页

作者：李培振万菲同济大学结构防灾减灾工程系

采用ANSYS软件建立考虑群体效应影响的三维高层建筑的有限元模型。模型采用软土地基,上部建筑群为三栋框架剪力墙结构。研究土性、上部结构刚度、基础埋深和地震波等参数对结构-土-结构动力相互作用体系的动力特性和动力反应的影响。结... 详细信息

采用ANSYS软件建立考虑群体效应影响的三维高层建筑的有限元模型。模型采用软土地基,上部建筑群为三栋框架剪力墙结构。研究土性、上部结构刚度、基础埋深和地震波等参数对结构-土-结构动力相互作用体系的动力特性和动力反应的影响。结果表明:随着土性的变化,SSSI体系的动力响应也会发生变化;上部结构刚度较大时,群体效应对体系的影响较显著;基础埋置深度的增大会削弱体系的动力反应;不同地震波激励下体系的动力响应不同。

关键词：群体效应结构-土-结构相互作用高层建筑 ANSYS程序参数研究

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土-地下-地上结构动力相互作用分析

土-地下-地上结构动力相互作用分析

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作者：李纵横中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

地下结构的地震动响应与地面结构存在着很大差异:地面结构动力响应主要由自身的惯性作用产生;而地下结构与周围土体的协同运动,会与周围土体产生较强的动力相互作用。因此,土与地下结构的相互作用会对地面结构的地震动响应产生较大的影... 详细信息

地下结构的地震动响应与地面结构存在着很大差异:地面结构动力响应主要由自身的惯性作用产生;而地下结构与周围土体的协同运动,会与周围土体产生较强的动力相互作用。因此,土与地下结构的相互作用会对地面结构的地震动响应产生较大的影响,由此产生的结构-土-结构相互作用使得地下结构与邻近建筑动力相互作用体系的地震动响应变得相当复杂。本文在分析总结前人研究成果的基础上,运用有限元软件ABAQUS对不同形式的地下结构以及地下结构与邻近地下(上)结构相互作用体系进行了数值模拟。对地下结构的地震动响应以及结构-土-结构相互作用的规律进行了研究,具体的内容总结如下:1.本文系统地对地下结构抗震以及结构-土-结构相互作用研究的数值模拟方法、振动台试验方法、解析方法进行了归纳和梳理。详细地介绍了地下结构地震响应数值模拟的方法,归纳了近些年来的研究成果,并且对研究现状进行了评述。2.本文简要介绍了有限元软件ABAQUS,动力求解方法中的显式隐式计算模块、粘性人工边界设置方法、土体弹塑性本构模型。并且采用ABAQUS进行了土层动力反应分析。3.本文选取了圆形隧道、单层两跨矩形地铁车站和两层三跨矩形地铁车站三种典型的地下结构建立了有限元模型,采用动力显式算法求解,分析了地下结构在地震荷载作用下的结构内力特点以及对周围土层地震波场的影响。4.本文选取了四种典型的地下结构与相邻地下(上)结构相互作用体系进行了有限元数值模拟:两个圆形隧道相互作用体系、两个矩形地铁车站相互作用体系、圆形隧道和矩形车站相互作用体系、矩形地铁车站和高层框架结构相互作用体系。通过对相互作用体系的地震响应分析结果和单一结构地震响应分析结果进行对比分析,研究得到结构-土-结构相互作用对结构内力分布的影响规律。并且分析了结构间距和场地条件对相互作用效应的影响。并且通过以上分析得到工程实践中相互作用时结构的不利截面和避让间距。

关键词：地下结构数值模拟人工边界时程分析结构-土-结构相互作用参数化分析

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地表结构群-土-地下结构相互作用体系地震响应研究

地表结构群-土-地下结构相互作用体系地震响应研究

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作者：巴峰武汉理工大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加快,城市规模不断扩大,地表结构变得越来越密集的同时地下空间也在被不断开发利用。出现了越来越多的商圈、大型小区等结构群,为了与其功能配套势必引入地铁车站等地下设施,因此,地表结构群-土-地下结构作为现今最为... 详细信息

随着城市化进程的加快,城市规模不断扩大,地表结构变得越来越密集的同时地下空间也在被不断开发利用。出现了越来越多的商圈、大型小区等结构群,为了与其功能配套势必引入地铁车站等地下设施,因此,地表结构群-土-地下结构作为现今最为典型的区域结构分布方式,大量出现在各个城市。地表密集结构群在地震动激励下的晃动使其成为“二次震源”,导致结构群内各结构之间以及结构与土体之间均存在大量能量交换,从而影响表层土和地下结构的地震响应。另一方面,大尺度地下结构的存在必然改变地震波的传播规律,从而影响土体和地表结构的地震响应。同时这种区域地震动输入存在显著的空间变化性,因此通过振动台试验对一致输入和行波输入下地表结构群-土-地下结构体系的地震响应规律进行研究十分必要。为了分析地表结构群-土-地下结构之间的相互作用规律,本文首先对所采用的试验方案进行了论证,在此基础上,开展了土-地表结构群体系、土-地下结构体系、地表结构群-土-地下结构体系振动台试验研究,并对试验数据进行对比分析。得到以下结论:1、对于自由场振动台试验(1)试验结果首先验证了本次试验模型箱设计的合理性,具体包括:通过模型箱空箱试验以及自由场试验可知模型箱与模型土基频相距较远,可有效避免两者的共振效应。振动台-模型箱体系的一致和行波输入效果基本满足要求,且边界效应较小。(2)一致输入和行波输入下自由场的响应规律如下:(1)纵向一致输入下,在时域上,振动台台面加速度响应幅值约为输入信号的1-2倍,地表加速度响应幅值约为台面响应的1-2倍,模型土的放大效应明显;在频域上,不同地震波作用下响应主频约为10Hz～11Hz,箱-土体系的响应能量主要分布于9Hz～12Hz频段。(2)纵向行波输入下,在时域上,行波输入会导致地表加速度变化曲线呈现出中间小端部大的特点,响应差异量可达100%,但整体上小于一致输入;在频域方面,行波输入导致响应主频产生分裂现象,使高于主频频段的响应放大。随着行波输入的地震波幅值的增大,这种影响会更为显著。2、对于土-地表结构群体系振动台试验(1)土体响应方面(1)单个地表结构存在时,一致输入下,相比于自由场,土-结构相互作用导致结构周边加速度整体减小,以变化量达到20%为基准,单个结构对地表响应的影响范围约为3倍的结构宽度。行波输入下,行波输入同样导致结构周围的地表响应相对于自由场的减小,且减小程度随地震波幅值的增大而增大。(2)多个地表结构存在时,一致输入下,当地表结构数量增加到3个时,相比于1个结构,地表加速度响应减小0-15%,而当地表结构数量由3个增加到5个时,相比于3个结构存在的情况,地表加速度响应并未进一步减小。土-地表结构群相互作用的大小并不随结构数量而线性增加。因此仅从结构数量的改变来判定土-结构群相互作用的程度是不合理的。行波输入下,当地表结构数量增加时,结构群内部地表加速度响应进一步减小,但结构群外侧地表响应增大,当地震波幅值增大时,结构群边界处响应的放大效应越显著,且放大区离结构群越近。(2)结构响应方面在一致输入下,地表结构数量的增加会导致位于中部的结构响应的不断减小。而行波输入下,中部结构由于周围结构数量的增加导致的加速度响应减小幅度增大。3、对于土-十字换乘站体系振动台试验(1)土体响应方面,一致输入时,十字换乘站的存在导致地表加速度响应减小约0-20%。行波输入时,整体上看,十字换乘站的存在导致地表加速度减小程度更为显著,但在沿行波传播方向,十字换乘站结构端部上方地表响应可能增大。(2)结构响应方面,一致输入时,在输入0.1g地震波时,位于顶板各个部位的测点加速度响应基本一致;当输入地震波幅值增大到0.2g时,顶板加速度响应峰值存在一定的幅值波动,沿中心点呈W型变化。行波输入时,时滞效应较明显的箱体1中的结构加速度响应明显大于箱体2中结构的响应。4、对于地表结构群-土-十字换乘站体系振动台试验(1)在地表结构群对地下结构的影响方面,一致输入下,当地表结构数量为1个和3个时,地表结构群对地下结构的影响并不明显,但当地表结构数量增加到5个时,地表结构群的存在导致地下十字换乘站顶板加速度响应幅值减小约20%-30%,;行波输入下,当地表结构数量为1个时,地表结构群-土-地下结构相互作用也可导致时滞效应较明显的端部响应增大或减小。(2)在地表结构群和地下结构对土体的共同影响方面,与土-地下结构和土-地表结构群体系相比,地表结构群-土-十字换乘站体系中地表响应减小程度最大。(3)在地下结构对地表结构的影响方面,整体上看,一致输入下,地下结构-土-地表结构群相互作用主要使地表中心结构的响应减小,而在行波输入下,地下结构-土-地表结构群相互作用则使地表中心结构的响应增大。

关键词：结构-土-结构相互作用场地-城市效应地震响应行波输入振动台试验

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