动力有限元法在建筑上部结构与地基基础中的应用

本文将动力有限元法应用到建筑上部结构与地基基础在地震作用下共同作用的解决方案中,且提出了上部结构与地基基础在地震作用下共同作用的研究方向。     

建筑上部结构与地基基础共同作用初探

论述了建筑上部结构与地基基础作为一个整体、在地震作用下共同作用的求解方法。指出解析法在实际工程设计应用中存在很大困难，而有限无数值法通用性强，易于实现计算机编程计算。分析了动力有限元法的应用、计算过程的难点与缺陷，提出了上部结构与地基基础在地震作用下共同作用的研究方向。     

上部结构与地基基础共同作用问题的研究现状

虽然国内外土木工程学界对高层建筑上部结构与地基基础共同作用课题的研究已取得较丰硕的成果,但离工程实用仍有距离,还有许多问胚有待解决,必须对其进行更加深入的研究.在此叙述了上部结构与地基基础共同作用研究的发展状况,介绍了目前高层建筑上部结构与地基基础共同作用分析的主要成果、采用的研究方法以及共同作用分析中采用的地基模型,并探讨共同作用研究中存在的问题.     

上部结构与地基基础共同工作的数值分析

本文通过双弹簧理论,建立了上部结构与地基基础共同工作的变形协调条件,并依此导出上部结构与地基基础共同工作的数值分析方法。为了便于工程应用,在提出几点基本假定的前提条件下,介绍了上部结构与地基基础共同工作的简化计算方法。并附有简化计算实例。     

框架-核心筒结构与地基基础动力相互作用振动台试验研究

运用相似关系理论对某超高层框架-核心筒结构与地基基础进行了模拟地震振动台试验,以研究结构-地基基础动力相互作用对结构地震反应的影响以及柔性地基的减震效果。在试验基础上,对结构的振型和上部结构各层的最大位移进行了计算和分析,得到了结构的振动特性和动力响应。同时,还与相同加载条件的刚性地基结构模型的模拟地震振动台试验结果进行了对比。结果表明：柔性地基与上部结构相互作用改变了上部结构的振动特性和动力响应;结构的地震反应不仅与输入加速度峰值大小有关,还与输入的地震波的频谱特性有很大关系;柔性地基参与工作在地震作用强度较小时表现为对地震的放大作用,当地震作用强度达到一定大小时才会对上部结构有减震效果,而且地震作用越强,效果越好。研究结果可为超高层建筑结构设计及其与地基基础的动力相互作用的研究提供参考。     

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。     

地基基础与上部结构的共同作用

研究了地基基础与上部结构的共同作用.对爆破地震波作用下框架结构进行了动力分析,建立了爆破地震波作用下框架体结构的时程分析方法.     

高层建筑上部结构-桩-土共同作用特性的分析与研究

为了全面认识上部结构 -桩 -土共同作用结构的受力机理以及地震作用下的受力行为及抗震性能 ,寻求高层建筑设计的合理性 ,对在共同作用下上部结构动力特性进行了分析。采用时程分析进行了上部结构共同作用的地震反应计算 ,利用解析法、差分法对上部结构及基础进行了共同作用与非共同作用下计算内力的比较 ,提出了在实际设计中高层结构应注意的问题 ,为上部结构设计提供理论依据。     

ANSYS用于模拟上部结构与地基基础作用中土的弹性模量的影响

对上部结构与地基基础共同作用的概念，有限元分析法及ANSYS进行了介绍，合理选取不同的土的弹性模量值，分析其对上部结构与地基基础的影响。对基础的设计有一定的指导意义。     

地基基础与上部结构在地震作用下的动力分析

在本篇文章中,笔者主要对地基基础与上部结构在地震作用下的相互作用问题进行研究,从研究方法以及影响抗震建筑抗震性能等因素方面进行着重分析,以供参考。     

高层钢框架与群桩--土共同作用的三维空间结构系统地震动时程响应分析

考虑在软土地基上高层钢框架与群桩-土之间共同作用的影响,提出应用整体空间力学分析方法,建立相应的三维空间串并联质点动力计算简图和计算方法,着重分析了群桩-地基土对上部钢框架结构动态受力的影响情况,包括结构振型、周期、位移、内力等动力特性及地震反应。并与刚性地基基础情况下的结构计算结果进行比较,认为此类结构在地震动作用下,共同作用的影响不可忽视,指出结构分析及设计中应注意的一些问题。     

地基基础与上部结构共同作用和结构次生应力问题

本文考虑到上部结构与地基基础共同作用的事实,着重分析上部结构参与共同作用导致的内力重分布——次生应力问题。通过多个理论与实验的结果,对不同地基和基础条件下的次生应力进行了定量分析,探讨了造成次生应力的各种因素以及对建筑结构带来的危害。     

用撞击原理分析高耸结构的竖向地震作用

在强列地震作用下,高耸结构的破坏除了因为水平地震的作用外,竖向地震作用的影响也很大。根据撞击原理,对高耸结构的竖向地震作用进行了分析计算,表明竖向地震作用的大小主要取决于地震烈度和场地土的类别;烈度和场地土类别较高时,结构的上部有拉力产生;烈度和场地土类别越高,上部结构的受拉范围和最大拉力越大;地基基础和下部的质量越大,受拉范围下移。     

地下洞室对建筑物结构与基础相互作用影响的数值分析

地下工程开挖引起的附近地面沉降会给建筑物带来不利的影响，建筑物上部结构和基础作为一个整体共同变形。首先分析了高层建筑上部结构与地基基础共同作用的力学机理，然后采用数值模拟研究分析了在地下洞室开挖的影响下，对高层建筑的作用及在建筑物上部结构与基础中产生的附加应力和裂缝，最后提出了减少地下工程开挖对建筑影响的相应措施。     

高层钢框架与群桩一土共同作用的三维空间结构系统地震动时程响应分析

考虑在软土地基上高层钢框架与群桩一土之间共同作用的影响，提出应用整体空间力学分析方法，建立相应的三维空间串并联质点动力计算简图和计算方法，着重分析了群桩一地基土对上部钢框架结构动态受力的影响情况，包括结构振型、周期、位移、内力等动力特性及地震反应。并与刚性地基基础情况下的结构计算结果进行比较，认为此类结构在地震动作用下，共同作用的影响不可忽视，指出结构分析及设计中应注意的一些问题。     

超厚软土地基重型设备厂房上部结构与地基基础共同作用分析

以某高铁动车检修地基工程为例,构建桩土作用简化模型,并采用m法计算各土体弹簧水平及竖向刚度,进行可靠性分析。基于该桩土作用简化模型,上部结构与地基基础共同作用,采用有限元方法从动力特性、位移及结构内力3方面,对比分析静调库上部结构与地基基础的整体模型与独立模型。研究结果表明考虑共同作用有利于抗震作用;结构相对变柔使结构在水平荷载作用下位移量相对增大;基础不同主要影响钢柱柱底及与之相连的基础梁梁端弯矩。     

水池结构与地基基础共同作用的研究进展

对水池结构与地基基础共同作用的最新研究进展进行了综述与分析：系统地总结了工程中常用的水池地基的理论模型；阐述了可简化上部水池结构计算的子结构法的理论基础；在考虑上下部分共同作用基础上,针对水池结构的受力特点,对水池结构的受力性能作了较为系统的研究。最后,对水池结构与地基基础共同作用研究的发展趋势作了展望。     

地基基础与上部结构动力共同作用研究进展

阐述了地基基础与上部结构动力共同作用问题的提出背景、研究和发展现状以及地基与上部结构的动力特性,介绍了一般的研究动力共同作用的理论分析方法以及研究难点,得出了结论,以指导结构设计。     

考虑基础刚度的某步行天桥结构抗震分析北大核心

以某超长大型步行天桥的抗震分析为例,在上部结构分析中引入了地基基础刚度。采用弹性时程和弹塑性时程等方法分析比较了固定约束、线性弹簧约束、非线性弹簧约束等不同模型在地震下的响应。计算表明引入基础刚度后,上部结构的动力特性发生变化,柱分担的地震剪力比例上升,墙的比例下降。在大震弹塑性时程分析中,基础的非线性变形起到了耗能作用,削弱了上部结构的地震响应。     

考虑共同作用地基的沉降计算

针对目前结构设计中将上部结构与地基基础分开考虑，忽略上部结构刚度对基础内力及沉降的影响的现状，提出一种考虑上部结构与地基共同作用时基础沉降的计算方法，据此可进一步考虑基础沉降差在上部结构中引起的附加内力。