考虑土与结构接触效应的动力相互作用分析

采用动力有限元时程分析方法,利用大型通用有限元软件MARC,对土-桩基础-框架结构相互作用的接触效应问题进行了数值研究,以野外大比例桩基础框架模型为算例,探讨了在地震荷载作用下土-桩基础-框架结构三维接触效应。结果表明考虑接触效应后,结构柱子上的弯矩、剪力、内力明显减小。对结构附近的土体作用也有一定的影响,影响很小,可以忽略不计。计算表明强震作用下动力时程分析计算时应考虑接触效应。     

土-结构动力相互作用对基础隔震结构的影响

基础隔震结构作为一种有效的被动控制方式,已经被广泛用于建筑结构、桥梁、核电站等工程领域中。现有规范在对其进行理论分析时通常沿用刚性地基假定,忽略土-结构相互作用(SSI);实际上结构物如果不考虑SSI会给其动力特性及地震反应的计算带来较大失真;因而有必要研究SSI对基础隔震结构的影响。视地基为均匀、各向同性的弹性半空间,采用弹簧-阻尼系统对其进行模拟;运用ANSYS有限元分析软件建立结构三维有限元模型,对不同场地类别下结构的动力特性进行了分析,研究了考虑SSI时结构的地震响应。结果表明,考虑SSI时结构的动力特性、地震响应均会受到不同程度的影响。     

考虑土-结构动力相互作用影响的结构神经网络控制

将人工神经网络控制理论应用于软弱地基上建筑结构地震反应的主动控制分析中。通过训练神经控制器NNC (Neural networkController)预测结构控制力 ,由神经模仿器NNE (Neural networkEmulator)预测结构对地震力的反应来修正NNC的输入 ,从而实现结构的主动控制。数值模拟表明 ,神经网络控制系统能够有效地控制结构的地震反应 ,且对地震输入有很好的自适应性 ,在设计神经网络控制系统时 ,应考虑土—结构动力相互作用的影响。     

考虑土-结构相互作用的核电站动力分析方法

考虑不同土．结构相互作用(SSI)，对核电站安全壳结构进行动力响应分析的程序很多，它们采用的分析方法各不相同，如地下结构基础分析法程序CLASSI、等效线性有限元程序FLUSH、非线性有限元分析程序DYNA3D。使用这3种程序简单分析了安全壳结构的动力响应，给出了动力响应分析结果。讨论了以上3种程序在进行SS1分析时的可靠性，比较了它们在峰值加速度和响应谱作用下的响应。     

土-结构动力相互作用对隔震结构的影响分析

结合一个实际工程,分析了该结构在隔震加固前后及是否考虑土-结构动力相互作用共4种情况,得出了各种情况下结构的周期、层间剪力、楼层位移、隔震支座性能、地震能量输入与结构能量反应的变化等,并得出了一些结论。     

土-结构动力相互作用的研究方法和发展趋势

阐述了土 -结构动力相互作用的基本概念 ,描述了其发展过程 ,分析了研究该问题的模型和方法 ,并总结了其发展趋势     

浅谈土与结构动力相互作用

对土与结构动力相互作用的概念 ,历史和发展现状 ,模型及分析方法进行了粗略的总结。     

土与结构动力相互作用分析方法浅析

对土与结构动力相互作用的研究历史与现状进行了介绍,简要综述了当前土与结构动力相互作用的研究方法,并对该领域今后的研究工作提出了建议。     

软土地基上的土-结构动力相互作用

对于建在软弱地基土上的高层结构,由于土-结构动力相互作用,基础的平移和转动导致结构整体发生刚体位移,特别是刚体运动中的转动不仅可能增加结构的绝对位移,并且可能加大结构的重力倾覆力矩,使结构的整体稳定性受到影响.以软土地基上的刚性基础及上部结构为研究对象,通过施加与重力倾覆力矩等效的侧向力来考虑重力二阶效应,并推导了考虑土-结构动力相互作用时结构的几何刚度矩阵.数值算例表明,土-结构动力相互作用对结构的位移产生较大的影响,由此所引起的重力二阶效应可能使结构抗倾覆性能偏于不安全.     

滑移隔震结构考虑土-结构动力相互作用的动力分析

介绍了考虑土 结构动力相互作用的滑移隔震结构的动力分析方法。应用正交多项式系逼近连续型基底摩擦力函数 ,实现了基底摩擦力的傅立叶变换 ;然后利用地基土动力刚度矩阵 ,在频域内采用子结构法 ,建立了考虑土 结构动力相互作用的滑移隔震结构的运动方程 ;通过数值仿真两个具有埋置刚性基础的剪切型滑移隔震结构的地震反应 ,分析了土 结构动力相互作用对滑移隔震结构地震反应的影响 ,以及上部结构刚度的不同引起相互作用影响程度的差异 ,从而得出结论 :考虑土 结构动力相互作用 ,会降低滑移隔震结构的隔震效果 ,其降低程度与上部结构的刚度成正比 ;能显著地减小隔震层的侧移 ,有利于地震时穿越隔震层的电路和管线等设备的保护。     

土—结构动力相互作用的研究方法进展

对土—结构动力相互作用的研究历史与现状进行了介绍,简要阐述了当前土与结构动力相互作用的研究方法,并对该领域今后的研究工作提出了建议,从而促进土与结构动力相互作用的深入研究。     

土—结构动力相互作用对滑移隔震结构的影响

利用上部结构和地基土对基础—土交界面上离散节点的动力平衡,建立整个结构在频域内的运动方程,分析土—结构动力相互作用下的滑移隔震结构对建筑结构地震响应的影响,并较为系统的计算了在不同地基土的参数组合下结构的隔震效果和地震响应,得出一些有指导意义的结论。     

地震作用下土—结构动力相互作用研究综述

土—结构动力相互作用问题是结构动力学与土动力学相结合,新近发展起来的交叉学科.在地震荷载作用下,土的存在将导致自由场的地表运动不同于下卧基岩面的运动,而结构的存在也影响基础底面的运动.通过对土—结构动力相互作用问题的研究现状和研究方法进行了分析,并对该领域今后的研究工作提出了展望.     

土–结构动力相互作用分析打桩引起相邻隧道振动

某集装箱码头打桩施工紧邻拟建的大直径越江隧道,桩身长度达到50 m,隧道直径约18 m。为了分析打桩对该隧道可能产生的振动影响,采用有限元模拟打桩引起的隧道振动。该问题的本质是桩–土–隧道三者组成的体系在冲击荷载下的整体动力响应。桩与土、土与隧道之间的力学关系是这类问题的重点和难点。这种力学关系实质上是动荷载作用下的动力接触关系。利用ANSYS的瞬态分析和接触单元,通过对动力参数和接触参数进行合理设置,在验证了某工程实例的基础上,对该问题进行了有效的数值模拟,从而分析出隧道在打桩冲击荷载下的振动规律,为确定打桩间距、打桩深度以及打桩能量等重要参数提供参考。     

土-结构竖向动力相互作用的频域分析法

考虑层间结构分布质量及楼层处集中质量,在层局部坐标中建立运动微分方程。建立频域内的层间场传递矩阵,利用楼层集中质量动力平衡建立频域内的层间点传递矩阵。引入基础动力刚度并利用基础动力平衡,结合傅氏变换,得到结构地震反应与竖向地震作用输入之间的关系,并给出相关求解方法。将文中模型用于求解结构在竖向地震作用下的动力反应,并与常用的集中质量模型和均布质量模型的计算结果进行对比。算例表明,文中模型考虑了结构实际质量分布,用于多、高层建筑结构的土-结构动力相互作用的分析中,结果合理可靠,并能更好地适用于质量和刚度分布比较复杂的结构形式。     

Numerical damage localisation for building systems including dynamic soil-structure interaction

This study develops a vibration-based damage detection method for shear buildings embedded in soil by evaluating the cumulative changes on curvature of the frequency response of displacements between undamaged and damaged structures. The curvature is calculated through direct differentiation rather than finite difference approximation. The effectiveness of the proposed method is compared with two existing methods through numerical studies. The effects of the severity of damage, level of noise and soil rigidity on the localisation of the single and successive damage scenario are investigated. Observations show that the proposed method is able to correctly localise the structural damage with different severity levels under noise-free conditions and performs better than the existing methods under noise-polluted conditions. In addition, the proposed method behaves robustly in successful predictions when buildings are located at various sites with different soil rigidities. The soil rigidity is also observed to considerably influence the effectiveness of the damage localisation method due to dynamic soil-structure interaction. Therefore, the proposed method may be used to effectively predict the damage location for building structures and can be considered to have a great potential for health monitoring of the life-cycle performance of buildings.     

桩土动力分析中接触模型的研究

本文分析了目前常用ANSYS软件中土-结构动力作用中接触单元的工作机理,认为采用此软件中的接触单元对桩土动力接触分析会带来一定的误差。文中通过对桩-土-结构的动力相互作用简化分析中常用的Goodman接触单元的分析,在现有的Goodman单元的基础上加上阻尼成分,解决了Goodman单元只能考虑桩土之间力的传递,而不能考虑桩土动力相互作用中部分能量的耗散问题。通过分析比较,得出在中小地震作用下Goodman接触单元考虑阻尼后上部结构所受弯矩﹑剪力以及水平位移都有不同程度的降低。可见采用原来的Goodman单元分析高估了上部结构的受力和变形。     

Effect of the inelastic dynamic soil-structure interaction on the seismic vulnerability assessment

This paper presents a study of the influence of inelastic dynamic soil-structure interaction (DSSI) on the seismic vulnerability assessment of buildings. The seismic vulnerability is evaluated in terms of analytical fragility curves constructed on the basis of non-linear dynamic finite elements (FE) analysis. An analytical sensibility strategy is introduced in order to define a suitable size of the motion database to be used for computing fragility curves. The fragility curves developed in this study are compared with reference curves. Concerning the effect of the inelastic DSSI, a general reduction of seismic demand when DSSI phenomena are included is found. Derived fragility curve reflects this seismic demand reduction. The importance of the ground motion database is highlighted in terms of the variability of parameters describing derived fragility curves. Comparison with reference curves are satisfactory. Findings illustrate clearly the importance and the advantages of an adequate DSSI effects evaluation.     

土-结构动力相互作用分析中基于内部子#br# 结构的地震波动输入方法

合理有效的地震波动输入是进行土-结构动力相互作用分析的关键环节,文章基于波动法理论,提出一种新的基于内部子结构的地震波动输入方法。新方法中等效输入地震荷载由计算模型内部截取的子结构的动力分析直接获得,从而使地震波的外源输入问题转化为内源波动问题。与波动法和基于人工边界子结构的地震波动输入方法相比,内部子结构法有效提高等效输入地震荷载求解和地震波动输入的效率;同时在地震波动输入的过程中避免人工边界的参与,从而彻底摆脱以往地震波动输入方法对于人工边界条件的限制,因此该方法更具普适性。文章详细介绍了基于内部子结构的地震波动输入方法在土-结构动力反应分析中的实现方法,并通过地震波斜入射下的自由场算例与土-结构动力相互作用算例,验证新方法的有效性。     

土-结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应

分析了整体法在求解土-结构相互作用问题时,其粘弹性人工边界如何设置以及如何在ANSYS里实现的问题,对桩基础桥墩分别采用考虑土-结构相互作用模型和《铁路工程抗震设计规范》中规定的模型进行了地震响应的计算,并对计算结果进行分析和比较,可为桩基础桥墩的设计提供参考。