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土-结构动力相互作用问题分析中地震动输入的一种新方法 预览
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作者 刘晶波 谭辉 +1 位作者 王东洋 宝鑫 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,共8页
为实现地震作用下土-结构动力相互作用问题的有限元模拟,需要在人工边界上完成地震动的有效输入,目前工程和科研中常用的地震动输入方法有两种:波动输入方法和振动输入方法。波动输入方法的模拟精度高,但实施上相对复杂且耗时,而振动输... 为实现地震作用下土-结构动力相互作用问题的有限元模拟,需要在人工边界上完成地震动的有效输入,目前工程和科研中常用的地震动输入方法有两种:波动输入方法和振动输入方法。波动输入方法的模拟精度高,但实施上相对复杂且耗时,而振动输入方法处理简单,但模拟精度较低。针对应力型人工边界提出一种在人工边界上实现地震动输入的新方法,该方法通过对土-结构有限元模型中由人工边界节点及相邻节点组成的局部子结构施加自由波场位移时程并进行动力分析,从而直接获得可实现地震波动有效输入的等效地震荷载,然后在土-结构有限元模型的人工边界节点上施加等效输入地震荷载并完成动力计算,由此完成土-结构动力相互作用问题的地震动输入和地震反应计算。与原有波动输入方法相比,新方法避免了原方法需分别计算人工边界上自由场应力和由引入人工边界条件引起的附加力,以及需要根据不同人工边界面的外法线方向确定荷载作用方向等较为复杂的处理过程,具有等效地震荷载计算简便、地震动输入过程更易于实施的特点。采用均匀弹性半空间和成层弹性半空间一维地震反应算例初步验证新方法的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 地震动输入 波动输入方法 振动输入方法 人工边界 等效输入地震荷载
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重力坝动力分析黏弹性人工边界及其地震动输入处理方法 预览
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作者 谯雯 《长春工程学院学报:自然科学版》 2019年第1期52-57,共6页
基于黏弹性人工边界理论,探讨了无厚度Goodman单元模拟黏弹性人工边界可行性,推导了与之相适应的地震动输入方式在有限元中的实现过程,并通过经典的Lamb算例和重力坝—地基—库水系统的地震动力反应实例进行验证。结果表明:该单元代替... 基于黏弹性人工边界理论,探讨了无厚度Goodman单元模拟黏弹性人工边界可行性,推导了与之相适应的地震动输入方式在有限元中的实现过程,并通过经典的Lamb算例和重力坝—地基—库水系统的地震动力反应实例进行验证。结果表明:该单元代替弹簧—阻尼器的方法,使黏弹性人工边界的施加方式更为简单,易于实现,操作性强,同时又能够保证计算精度和计算效率。与传统的无质量地基模型相比,本文的黏—弹性人工边界方法能够很好地考虑地基辐射阻尼的作用,更符合实际工程情况,从而可为同类工程的抗震分析提供参考。 展开更多
关键词 黏弹性人工边界 无厚度Goodman单元 地震动输入 坝体-地基相互作用
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混凝土高拱坝抗震安全评价综述 预览
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作者 李广凯 郁章涛 +1 位作者 朱凯 张洲译 《水电与抽水蓄能》 2019年第2期40-46,14共8页
针对混凝土高拱坝抗震安全评价中存在的研究不平衡的问题,本文从坝址的地震动输入、坝体结构体系的地震响应、大坝混凝土的动态特性及破坏机理三个方面进行了总结。针对目前存在的问题提出几点建议,并指出今后混凝土高拱坝抗震安全评价... 针对混凝土高拱坝抗震安全评价中存在的研究不平衡的问题,本文从坝址的地震动输入、坝体结构体系的地震响应、大坝混凝土的动态特性及破坏机理三个方面进行了总结。针对目前存在的问题提出几点建议,并指出今后混凝土高拱坝抗震安全评价研究的方向和重点。 展开更多
关键词 高拱坝 抗震安全评价 地震动输入 地震响应 动态特性 破坏机理
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Rayleigh波场的数值模拟及其应用 预览
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作者 白建方 马立龙 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期328-340,共13页
本文总结了Rayleigh波场数值模拟的4种思路和各自特点,根据Lamb问题的理论分析成果提出了基于地表激振的Rayleigh波场数值模拟技术,论述了地表集中震源作用下引起地表波动场的特点及主要影响因素。在此基础上,利用Plaxis 2D有限元软件... 本文总结了Rayleigh波场数值模拟的4种思路和各自特点,根据Lamb问题的理论分析成果提出了基于地表激振的Rayleigh波场数值模拟技术,论述了地表集中震源作用下引起地表波动场的特点及主要影响因素。在此基础上,利用Plaxis 2D有限元软件实现了Rayleigh波场的数值模拟,并结合算例验证了所提方法的可行性和结果的合理性。最后,针对多层建筑结构,研究了不同地震动输入模式下结构动力反应的特点。结果表明,Rayleigh波作用下结构的动力反应特性明显区别于在底部输入剪切波时的结果,不同地震动输入模式对结构的振动形态和破坏模式有着明显的影响。 展开更多
关键词 RAYLEIGH波 LAMB问题 PLAXIS 2D软件 数值模拟 地震动输入 多层结构
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盆地型长周期地震动的判别准则 预览 被引量:1
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作者 刘烁宇 李英民 《湖南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期85-93,共9页
为了筛选出盆地内超高层结构抗震设计所需的盆地型长周期地震动(简称为长周期地震动)验算波,总结了长周期地震动的形成机理,分析了长周期地震动中面波的卓越性,提出了截取由面波主导的地震动尾波的方法,通过基于尾波特性的统计分析得... 为了筛选出盆地内超高层结构抗震设计所需的盆地型长周期地震动(简称为长周期地震动)验算波,总结了长周期地震动的形成机理,分析了长周期地震动中面波的卓越性,提出了截取由面波主导的地震动尾波的方法,通过基于尾波特性的统计分析得到了长周期地震动的判别准则.结果表明:沉积盆地边界所激发的面波在盆地内传播、叠加以及依频率放大是长周期地震动的主要形成机理;长周期地震动中由面波主导的尾波段对长周期结构响应起控制作用;长周期地震动判别准则宜定为:速度反应谱卓越周期大于2s,且截取出的尾波与原始波在速度反应谱卓越周期处的谱幅值比大于85%. 展开更多
关键词 长周期地震动 形成机理 判别准则 面波 地震动输入 反应谱卓越周期
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地震动参数对地下洞室安全系数的影响分析
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作者 刘国庆 肖明 陈俊涛 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期98-105,共8页
为解决地震作用下地下洞室围岩安全的定量评价问题,文章建立了一种基于整体安全系数和点安全系数的围岩稳定综合评判方法。首先给出了基于岩体抗剪强度折减原理的洞室整体安全系数计算方法,该方法以主厂房和主变洞之间的塑性区恰好贯通... 为解决地震作用下地下洞室围岩安全的定量评价问题,文章建立了一种基于整体安全系数和点安全系数的围岩稳定综合评判方法。首先给出了基于岩体抗剪强度折减原理的洞室整体安全系数计算方法,该方法以主厂房和主变洞之间的塑性区恰好贯通作为洞室整体失稳的临界判据,整体安全系数通过搜索折减系数而得到;然后给出了基于Mohr-Coulomb屈服准则的点安全系数计算方法。结合西南某水电站地下厂房洞室工程,研究了不同地震动输入参数对洞室整体安全系数和关键部位的点安全系数的影响规律。计算结果表明,基于安全系数的地下洞室围岩稳定定量评价方法是可行的,能够反映不同工况下洞室整体安全程度和不同部位的局部安全程度。研究发现,洞室整体安全系数和关键点安全系数均随地震波振幅、持时的增加而减小;随入射角的增加而增大;地震波低频对洞室影响较大,高频则影响较小。 展开更多
关键词 地下洞室 地震动输入 动力响应 安全系数 安全评价
全国省会城市建筑结构时程分析推荐地震动输入
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作者 任叶飞 张颖楚 +2 位作者 冀昆 温瑞智 李琳 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2018年第S2期284-290,共7页
给出一种优化的强震动记录选取流程,其一个特点是考虑特征周期控制,尽可能保证被选记录与目标场址的地震动区域特性一致;另一特点是针对短、中、长周期段目标谱分别匹配给出不同选取结果,尽可能满足工程人员实际工作需求。将我国大陆31... 给出一种优化的强震动记录选取流程,其一个特点是考虑特征周期控制,尽可能保证被选记录与目标场址的地震动区域特性一致;另一特点是针对短、中、长周期段目标谱分别匹配给出不同选取结果,尽可能满足工程人员实际工作需求。将我国大陆31个省会城市按照备选强震动记录数据库、第五代地震动参数区划图给出的设计基本加速度和特征周期划分成10个类别。针对每个类别城市Ⅱ类建设场地建筑结构弹塑性时程分析给出推荐的7条强震动记录作为输入,为工程抗震设计人员解决实际需求问题。通过不同类别城市的选取记录结果对比,验证了建议的优化选取流程可以较好地兼顾地震动的震源、路径和场地物理特征。 展开更多
关键词 时程分析 建筑结构 地震动输入 震动记录选取 省会城市
研究堆构筑物抗震设计中的地震反应谱对比分析 预览 被引量:1
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作者 朱秀云 潘蓉 +1 位作者 朱京圣 张鸥 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期822-828,共7页
本文介绍了国际原子能机构(IAEA)的TECDOC-1347推荐使用的适用于不同地震烈度、不同场地类型的设计地震反应谱。通过与RG1.60及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的设计反应谱进行对比分析,总结了TECDOC-1347推荐的研究堆设计反应... 本文介绍了国际原子能机构(IAEA)的TECDOC-1347推荐使用的适用于不同地震烈度、不同场地类型的设计地震反应谱。通过与RG1.60及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的设计反应谱进行对比分析,总结了TECDOC-1347推荐的研究堆设计反应谱的特点。 展开更多
关键词 研究堆 设计地震反应谱 对比分析 地震动输入
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地下结构地震反应分析中人工边界条件和地震波动输入方法对比研究 预览
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作者 谭辉 刘晶波 +2 位作者 王东洋 宝鑫 李述涛 《工程力学》 CSCD 北大核心 2018年第A01期212-216,222共6页
针对地下结构地震反应分析问题,现有研究中常采用的计算模型存在较大差异。该文选取竖直入射剪切波作用下的二维土体模型,依据波场分解理论对比了不同边界条件和选择不同波场求解等效输入地震荷载的方法所得的土体反应。为了模拟有地下... 针对地下结构地震反应分析问题,现有研究中常采用的计算模型存在较大差异。该文选取竖直入射剪切波作用下的二维土体模型,依据波场分解理论对比了不同边界条件和选择不同波场求解等效输入地震荷载的方法所得的土体反应。为了模拟有地下结构时产生散射波场的情况,建立了土体内部有隧洞的计算模型并计算了采用不同方法时的地震反应。通过与解析解或远置边界解的对比表明,地下结构地震反应分析中,所有截断边界均设置人工边界,并且在迎波面边界选择入射波场或者自由波场,非迎波面边界选择自由波场求解等效输入地震荷载时,地震动输入的精度最高,计算结果最可靠。 展开更多
关键词 地下结构地震反应 地震动输入 波动法 人工边界 自由波场
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独塔斜拉桥横桥向不同体系振动台试验研究 被引量:1
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作者 上官甦 于德恩 +1 位作者 吴敬武 孙平宽 《公路交通科技:应用技术版》 CSCD 北大核心 2017年第1期122-125,共4页
为了研究独塔斜拉桥横桥向不同约束体系的抗震性能,以海南铺前大桥为工程背景,设计制作缩尺比为1:20的全桥结构模型,进行不同地震动作用下模型振动台试验,给出了模型结构动力特性识别结果以及各动力响应测量结果。对横桥向固结体系和... 为了研究独塔斜拉桥横桥向不同约束体系的抗震性能,以海南铺前大桥为工程背景,设计制作缩尺比为1:20的全桥结构模型,进行不同地震动作用下模型振动台试验,给出了模型结构动力特性识别结果以及各动力响应测量结果。对横桥向固结体系和弹塑性体系2种约束体系的试验数据进行整理分析与对比得出:全桥模型横桥向的地震响应与地震动的频谱特性有关。远场地震动作用下,采用弹塑性钢阻尼器的弹塑性体系相对固结体系能有效地减小关键点位移响应和关键截面应变响应;而在近场地震动作用下,采用弹塑性钢阻尼器的弹塑性体系产生了较大的结构(如主塔、主梁)位移响应。 展开更多
关键词 独塔斜拉桥 固结体系 弹塑性钢阻尼器 地震动输入 抗震性能
高混凝土坝抗震设计面临的挑战 预览 被引量:3
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作者 陈厚群 《水电与抽水蓄能》 2017年第2期1-13,49共14页
高坝建设在我国的水资源和水能利用中有无可替代的重要作用,但面临难以避让的抗震安全问题的挑战,其震灾的次生灾害可能导致不堪设想的严重后果。目前我国已是高坝建设的世界大国,但尚难称更新高坝设计中现行常规理念和方法的强国。本... 高坝建设在我国的水资源和水能利用中有无可替代的重要作用,但面临难以避让的抗震安全问题的挑战,其震灾的次生灾害可能导致不堪设想的严重后果。目前我国已是高坝建设的世界大国,但尚难称更新高坝设计中现行常规理念和方法的强国。本文探讨了对200m高坝已不切实际的某些传统设计理念和方法。从地震动输入、结构响应、材料抗力等三个相互关联的方面,阐述了高坝抗震设计中创新的设计理念和方法的进展。提出了基于更切近实际的分析模型的、把抗震强度和稳定校核融为一体的、高坝地震损伤破坏过程分析的综合方法。 展开更多
关键词 抗震设计 高混凝土坝 损伤破坏过程 地震动输入 结构响应 材料抗力
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基于山地建筑结构特点下的地震动输入与侧向刚度控制思路构建 预览
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作者 张强 《中国建材科技》 2017年第3期141-141,144共2页
伴随着我国居民生活质量的稳步提升,我国的工程建设单位加强了对于工程建设施工技术以及工艺的创新,并在实际的操作过程中加强了建筑结构形式的优化改造,确保建筑质量以及功能的提升。事实上,由于我国的山地地形较多,故而导致山地建筑... 伴随着我国居民生活质量的稳步提升,我国的工程建设单位加强了对于工程建设施工技术以及工艺的创新,并在实际的操作过程中加强了建筑结构形式的优化改造,确保建筑质量以及功能的提升。事实上,由于我国的山地地形较多,故而导致山地建筑日益增多。在这样的背景之下,需要工程设计单位以及人员在实际的作业过程中从地震动输入以及侧向刚度控制角度进行作业,促进其质量以及性能的稳步提高。 展开更多
关键词 山地建筑 结构设计 地震动输入 侧向刚度
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井-含水层系统水位响应规律振动台试验初探 预览
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作者 张艳 谷洪彪 +2 位作者 兰双双 迟宝明 姜海宁 《科技通报》 北大核心 2017年第12期80-84,共5页
利用自行设计的刚性渗流模型箱,结合地震模拟振动台,初步探索了振动条件下井-含水层系统水位的响应程度。结果表明:试验箱与振动台固定良好,试验箱边界效应不明显。相同振动条件,不同含水层特征,井水位响应特征不同。承压性大的非排水... 利用自行设计的刚性渗流模型箱,结合地震模拟振动台,初步探索了振动条件下井-含水层系统水位的响应程度。结果表明:试验箱与振动台固定良好,试验箱边界效应不明显。相同振动条件,不同含水层特征,井水位响应特征不同。承压性大的非排水条件的含水层水位响应幅度比承压性小的排水条件的含水层小,但变化速度快;同时会出现急升-缓降和缓升-急降等不同形态。此次试验可为后续探索水位对地震波响应规律提供基础。同时还探讨了井-含水层系统振动台模型试验技术,为今后开展此类试验提供技术经验。 展开更多
关键词 振动台试验 井-承压含水层系统 水位变化 地震动输入 刚性模型箱
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不同维数地震动输入下隔震支座拉压刚度比研究 预览
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作者 刘梦泽 张俊 《混凝土与水泥制品》 2017年第6期60-66,共7页
传统的隔震分析大都是基于一维和二维地震动进行的.很少考虑三维地震动的作用。且对于不同维数地震动输入下,拉压刚度比对隔震支座面压的影响也缺乏系统的研究。本文对8度区的某高层隔震结构进行了时程分析,首先在拉压刚度比不变的... 传统的隔震分析大都是基于一维和二维地震动进行的.很少考虑三维地震动的作用。且对于不同维数地震动输入下,拉压刚度比对隔震支座面压的影响也缺乏系统的研究。本文对8度区的某高层隔震结构进行了时程分析,首先在拉压刚度比不变的情况下.对比研究了地震动输入维数对隔震支座面压的影响。然后以地震动输入维数为定量,拉压刚度比为变量,对隔震支座面压的变化情况和变化规律进行了分析。研究发现,拉压刚度比不变时,随着地震动输入维数的增加.隔震支座的压应力和拉应力均呈现逐渐增大的趋势。相同维数地震动输入下.拉压刚度比对隔震支座的拉应力影响较大,但对压应力影响很小,且拉压刚度比相同时,隔震支座的拉应力远超过规范值。 展开更多
关键词 地震动输入 拉压刚度比 隔震支座 高层隔震结构
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三维复杂山谷地形SV波垂直输入地震反应分析 预览 被引量:1
15
作者 章小龙 李小军 +2 位作者 周正华 陈国兴 彭小波 《地球物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期2779-2790,共12页
本文基于显式有限元法研究了地震波垂直入射时三维复杂山谷地形对地震地面运动的影响,在数值分析中应用了三维化二维的解法和黏弹性人工边界的处理方法,实现了地震波垂直输入下三维复杂场地地震动数值模拟,并验证了该方法的合理性.... 本文基于显式有限元法研究了地震波垂直入射时三维复杂山谷地形对地震地面运动的影响,在数值分析中应用了三维化二维的解法和黏弹性人工边界的处理方法,实现了地震波垂直输入下三维复杂场地地震动数值模拟,并验证了该方法的合理性.以四川桃坪地区一山谷地形作为研究对象,基于地表高程数据分别建立了二维和三维场地模型,对比研究表明:在复杂地形情况下考虑二、三维模型时具有明显差异,三维模型能更真实地反映地形变化对地震动的影响,复杂地形条件下有必要考虑三维实际场地模型.本文对边界自由场的处理方法也可用于处理三维复杂场地地震动斜入射问题,为三维复杂地形场地地震效应研究提供参考. 展开更多
关键词 复杂地形 显式有限元 黏弹性局部人工边界 地形效应 地震动输入
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下卧刚性基岩条件下场地土-结构体系地震反应分析方法研究 被引量:8
16
作者 杜修力 李洋 +2 位作者 赵密 许成顺 路德春 《工程力学》 CSCD 北大核心 2017年第5期52-59,共8页
下卧刚性基岩条件下的土.结构体系地震反应分析模型是一个能量“半开放-半封闭”系统。它与完全的能量“开放”系统土-结构体系地震反应分析模型的不同之处是其采用了域内惯性力的地震动输入方式,这与刚性基岩-结构体系地震反应分析... 下卧刚性基岩条件下的土.结构体系地震反应分析模型是一个能量“半开放-半封闭”系统。它与完全的能量“开放”系统土-结构体系地震反应分析模型的不同之处是其采用了域内惯性力的地震动输入方式,这与刚性基岩-结构体系地震反应分析模型的地震动输入方式是相同的。不同于刚性基岩上的结构地震反应分析模型,下卧刚性基岩条件下的土-结构体系地震反应分析模型需要考虑半无限土层对截断边界处的影响。就笔者所见,目前有许多研究者和工程技术人员对这一问题有错误的理解,认为截断边界的影响只是一个人工边界处理问题,分析中仅采用人工边界条件模拟了截断边界对辐射能量的影响,而忽略了一个更重要的影响因素——下卧刚性基岩条件下场地土的自由场效应。为澄清这一问题,基于土-结构体系地震反应的直接分析模型,严格推导了下卧刚性基岩条件下的土-结构体系地震反应分析方法,指出在通常的工程经验尺度内遗漏自由场运动效应将得不到正确的计算结果。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 下卧刚性基岩 地震反应 地震动输入 自由场效应
基于UPFs的粘弹性人工边界单元及地震动输入方法研究 预览 被引量:2
17
作者 李浩然 尹训强 王桂萱 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期24-32,共9页
基于粘弹性人工边界相关理论和地震动输入方法的有关理论,推导并建立了既具有粘弹性人工边界特性,同时可以将地震动转化为施加在人工边界上等效荷载的三维粘弹性人工边界,并利用二次开发工具UPFs将其成功地嵌入至通用有限元分析软件A... 基于粘弹性人工边界相关理论和地震动输入方法的有关理论,推导并建立了既具有粘弹性人工边界特性,同时可以将地震动转化为施加在人工边界上等效荷载的三维粘弹性人工边界,并利用二次开发工具UPFs将其成功地嵌入至通用有限元分析软件ANSYS中。通过Lamb表面源问题以及内源问题对上述二次开发单元进行了验证。算例表明,该单元可以很好地对无限地基辐射阻尼进行模拟。随后通过对自由场波动输入问题的验证,表明该单元可以实现在有限元单元级别上准确有效地施加地震动等效荷载。与传统的粘弹性边界施加方式相比,该单元有着更简单的使用性以及更强的操作性,同时又不增加计算模型的规模等优势,因而计算效率更高。同时,结合通用有限元分析软件ANSYS强大的建模和计算分析能力,使粘弹性边界有着更广泛的应用,并可适用于各种结构-地基动力相互作用问题的分析。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 地震动输入 用户可编程特性(UPFs) 结构-地基相互作用
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基于粘弹性人工边界的地震动输入方法的研究 预览 被引量:1
18
作者 吴爽 赵志刚 裴强 《大连大学学报》 2017年第3期8-11,共4页
粘弹性人工边界在土-结构相互作用动力计算中具有良好的模拟精度。基于该边界简化了地震动输入公式,给出了等效地震荷载地震动输入的简化方法;在大型有限元软件中进行算例分析的结果与波动理论相吻合,验证了本文黏弹性边界地震动输入方... 粘弹性人工边界在土-结构相互作用动力计算中具有良好的模拟精度。基于该边界简化了地震动输入公式,给出了等效地震荷载地震动输入的简化方法;在大型有限元软件中进行算例分析的结果与波动理论相吻合,验证了本文黏弹性边界地震动输入方法的合理性和正确性。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 粘弹性人工边界 地震动输入
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基于黏弹性边界的地震动输入方法和边界条件选择研究 预览 被引量:2
19
作者 孙纬宇 欧尔峰 严松宏 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期929-934,共6页
针对地下工程抗震分析中边界条件和地震动输入方式选择问题,对一地下半无限体模型在一剪切波垂直入射条件下进行不同边界条件和不同地震动输入方法的算例试算.结果发现:两侧采用竖直向位移约束、底部采用黏弹性边界、并在模型底部用等... 针对地下工程抗震分析中边界条件和地震动输入方式选择问题,对一地下半无限体模型在一剪切波垂直入射条件下进行不同边界条件和不同地震动输入方法的算例试算.结果发现:两侧采用竖直向位移约束、底部采用黏弹性边界、并在模型底部用等效节点力输入地震动的方法,与三边均采用黏弹性边界条件和三边均采用等效节点荷载输入地震动的方法可以获得同样的结果.该方法易于在ANSYS中通过APDL编程实现,可为地下工程抗震分析中黏弹性边界的使用提供便利. 展开更多
关键词 地下工程 黏弹性边界 地震动输入 边界条件 ANSYS
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考虑土-结构动力相互作用的冷却塔地震响应分析 预览 被引量:4
20
作者 陶磊 张俊发 陈厚群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期80-89,共10页
大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构,近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土-结构动力相互作用效应(Soil Structure Interaction,SSI)对于大坝、桥梁等类型工程结... 大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构,近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土-结构动力相互作用效应(Soil Structure Interaction,SSI)对于大坝、桥梁等类型工程结构地震响应的影响研究成果较为丰富,而对冷却塔结构体系的影响程度方面很少涉及。依据弹性波动理论结合有限单元法,建立和推导了考虑土-结构动力相互作用的三维黏弹性人工边界模型和公式,并通过半空间自由场模型验证该地震动输入方法的准确性。以国内实际工程项目——某火电厂大型冷却塔为研究背景,以通用有限元程序 AN-SYS 为平台,分别建立了冷却塔刚性地基模型、无质量地基模型和黏弹性人工边界模型,开展模态分析及弹性时程分析,研究不同计算模型相应的动力特性及内力变化,探讨了土-结构动力相互作用的影响规律。研究结果表明:考虑刚性地基,冷却塔结构体系自振频率分布十分密集,绝大多数振型为环向谐波和子午向谐波组合的局部振型;考虑弹性地基后,结构的自振频率略有降低,整体振型较早出现。通过时程分析可知,采用黏弹性人工边界模型,考虑无限地基辐射阻尼效应,与刚性地基模型相比,塔筒的绝对加速度最大值降低43.4%,塔筒沿子午向弯矩轴力幅值降低约50%,而环向内力却均显著提高,X 支柱内力幅值降低约20%-50%.因此,在进行冷却塔地震响应分析时,土-结构动力相互作用的影响不可忽视。 展开更多
关键词 冷却塔结构 地震响应分析 土-结构动力相互作用 黏弹性人工边界 自由场分析 地震动输入
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