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层状地基-非线性结构系统地震响应特性分析 被引量:1
1
作者 房营光 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1011-1016,共6页
根据从系统能量导出的地震动力方程,采用渐近解析法对层状地基-非线性结构系统的地震响应进行了分析,给出了共振区的振幅-频率以及相位-频率的解析公式,并对地基参数的不同取值,给出了一系列相应的计算结果。进而根据计算结果分析了地... 根据从系统能量导出的地震动力方程,采用渐近解析法对层状地基-非线性结构系统的地震响应进行了分析,给出了共振区的振幅-频率以及相位-频率的解析公式,并对地基参数的不同取值,给出了一系列相应的计算结果。进而根据计算结果分析了地基参数对结构地震响应特性的影响,讨论了共振区畸变、振幅的分叉和突变现象以及“路径”效应等非线性动力特性。分析结果表明,同一类别地基的参数变化对结构的动力特性有显著的影响,按现行抗震设计方法对层状地基-非结构系统进行抗震分析时,可能产生较大的偏差,需考虑相互作用和非线性特性,以使设计参数更合理和优化。 展开更多
关键词 层状地基 非线性结构 地震响应 分叉 突变
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多层地基-非线性结构系统地震响应的分叉与突变
2
作者 房营光 《世界地震工程》 CSCD 2003年第4期132-137,共6页
根据系统能量,由拉格朗日方程导出多层地基-非线性结构系统地震响应分析的动力方程,利用突变模型分析了系统地震响应的分叉和突变特性,讨论了振幅响应的跳跃现象和"路径"效应等非线性动力特性以及地基参数对分叉集和突变性质... 根据系统能量,由拉格朗日方程导出多层地基-非线性结构系统地震响应分析的动力方程,利用突变模型分析了系统地震响应的分叉和突变特性,讨论了振幅响应的跳跃现象和"路径"效应等非线性动力特性以及地基参数对分叉集和突变性质的影响,得出了对地基-结构动力系统设计有一定参考价值的结论。 展开更多
关键词 层状地基-非线性结构系统 地震响应 分又 突变
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上行开采“层间岩梁-底板柱群”系统结构失稳机理及判识方法
3
作者 崔业凯 冯国瑞 +3 位作者 李竹 章敏 崔家庆 汪圳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2868-2883,共16页
探究底板煤柱与层间岩梁的形变及破裂失效特征是评价底板房柱式采空区结构稳定性、保障上行工作面安全复采的关键。针对元宝湾煤矿6107工作面上行安全复采难题,首先,基于弹性地基梁理论构建了“层间岩梁-底板柱群”系统结构力学模型;其... 探究底板煤柱与层间岩梁的形变及破裂失效特征是评价底板房柱式采空区结构稳定性、保障上行工作面安全复采的关键。针对元宝湾煤矿6107工作面上行安全复采难题,首先,基于弹性地基梁理论构建了“层间岩梁-底板柱群”系统结构力学模型;其次,依托有限差分原理,建立了层间岩梁挠度、转角、弯矩、剪力及底板煤柱荷载的数值解法,研究上行工作面推进过程中层间岩梁内力、变形与底板煤柱荷载动态演变特征;最后,揭示了“层间岩梁-底板柱群”系统结构失稳模式,并给出了基于底板煤柱与层间岩层失稳时序的结构性失稳判识方法。研究结果表明:随着工作面推进,正下方岩梁挠度明显增加、弯矩明显减小,相邻区域岩梁挠度明显减小;工作面前方底板煤柱间悬空段岩梁转角和弯矩显著增大,剪力略微增大;在超前支承压力作用下,层间岩梁弯矩与底板煤柱荷载急剧增加,工作面正下方底板煤柱及前方30 m区域内层间岩梁内力及变形显著增加,“层间岩梁-底板柱群”系统结构失稳风险升高,存在3种潜在失稳模式,包括层间岩梁率先破断引起工作面底板超前塌陷、底板煤柱率先失稳引起柱群链式失稳、层间岩梁与底板煤柱同步失稳导致系统结构整体失稳。在工作面推进过程中,系统结构失稳模式由底板超前塌陷转为结构整体失稳,且当工作面推进至4号煤柱上方时,系统结构整体失稳风险最大。 展开更多
关键词 上行复采 弹性地基 “层间岩梁-底板柱群”系统结构 失稳机理 判识方法
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地基-非线性结构体系空间效应的主共振 被引量:2
4
作者 姜忻良 郑希明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期800-805,共6页
为了揭示地基-非线性结构相互作用体系的动力行为,采用现代动力理论对体系的振动方程进行了定性分析.假定非对称结构的恢复力为双线性模型,地基土为集中参数模型,建立了地基-结构空间相互作用模型.采用多尺度法研究了地基-结构相互作用... 为了揭示地基-非线性结构相互作用体系的动力行为,采用现代动力理论对体系的振动方程进行了定性分析.假定非对称结构的恢复力为双线性模型,地基土为集中参数模型,建立了地基-结构空间相互作用模型.采用多尺度法研究了地基-结构相互作用空间效应的主共振,得到主共振的定常解并讨论了其稳定性.通过算例得到了体系水平刚度与扭转刚度成某一关系时的振动特性与能量传递规律. 展开更多
关键词 地基-非线性结构 主共振 空间效应 相互作用体系 耦合 能量传递
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结构-地基开放系统动力相互作用问题的高效解法 被引量:19
5
作者 刘晶波 谷音 李彬 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期112-116,121,共6页
应用黏弹性人工边界将结构-地基开放系统转化为近似的封闭系统,利用等效地震波动输入方法将波动散射问题化为波源问题,再采用振型叠加法对近似封闭系统进行分析,由此建立了一种结构-地基开放系统动力反应问题的高效计算方法。采用高效... 应用黏弹性人工边界将结构-地基开放系统转化为近似的封闭系统,利用等效地震波动输入方法将波动散射问题化为波源问题,再采用振型叠加法对近似封闭系统进行分析,由此建立了一种结构-地基开放系统动力反应问题的高效计算方法。采用高效算法分别计算了二维弹性半空间波源问题和地震作用下结构-地基动力相互作用问题算例,并与采用常规的直接时域逐步积分法给出的计算结果进行了对比,由此讨论了高效算法的特点。与常规直接动力分析方法相比,高效算法可以在确保模拟精度的同时,有效降低计算工作量、节省计算时间,并且结构-地基动力相互作用系统的模型越大、自由度越多,高效算法的优越性就越突出,从而为大型结构-地基系统动力相互作用问题数值分析提供了一种高效而精度足够的解法。 展开更多
关键词 开放系统 封闭系统 结构-地基动力相互作用 波动输入 高效算法
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层状饱和地基-轨道-列车耦合系统轨道不平顺引起的振动分析 被引量:5
6
作者 巴振宁 金威 梁建文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第15期88-97,共10页
采用半解析方法研究了层状饱和地基-轨道-列车耦合系统的动力响应问题。层状饱和地基由任意水平饱和土层和下卧饱和半空间组成,轨道采用以无限长欧拉梁模拟的钢轨、连续质量块模拟的轨枕和Cosserat模型模拟的道砟组成的三层系统,列车模... 采用半解析方法研究了层状饱和地基-轨道-列车耦合系统的动力响应问题。层状饱和地基由任意水平饱和土层和下卧饱和半空间组成,轨道采用以无限长欧拉梁模拟的钢轨、连续质量块模拟的轨枕和Cosserat模型模拟的道砟组成的三层系统,列车模拟为弹簧和阻尼元件连接的多刚体系统。振动输入由钢轨的竖向不平顺提供。通过地基表面轨道中心处竖向位移与道砟位移相等实现层状饱和地基和轨道的耦合,通过在车轮与钢轨间引入Hertizian接触弹簧来实现轨道与列车的耦合,首先求得频率-波数域内解答,然后通过Fourier逆变换求得时间-空间域内振动响应。文中验证了方法的正确性,并进行了数值计算分析,研究表明钢轨不平顺引起的列车动荷载振动频率较低时,随着列车运行速度的增大地基表面位移幅值逐渐增大;振动频率较高时,列车运行速度对位移幅值峰值的影响不明显,但列车驶过后地基的振动明显增大,振动时间变长。 展开更多
关键词 层状饱和地基 地基-轨道-列车耦合系统 格林函数 轨道不平顺
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结构-地基系统静-动力联合分析模型 被引量:4
7
作者 王峥峥 高波 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期165-170,共6页
以有限区域模拟无限区域的动力计算必须考虑边界上波的传播效应,应不使波在边界上发生反射再返回到计算域中,并且应考虑初始静力场对其动力反应的影响。因此,基于无限元的静、动力特性提出静-动力统一无限元,通过算例验证无限元静-动力... 以有限区域模拟无限区域的动力计算必须考虑边界上波的传播效应,应不使波在边界上发生反射再返回到计算域中,并且应考虑初始静力场对其动力反应的影响。因此,基于无限元的静、动力特性提出静-动力统一无限元,通过算例验证无限元静-动力统一人工边界在静-动力联合分析模型中的精度和稳定性。结果表明:无限元静-动力统一人工边界在静力、动力及静-动力联合分析模型中具有很高的精度和良好的稳定性,突破了传统动力人工边界不能兼顾静力效应的局限。 展开更多
关键词 结构-地基系统 -动力分析模型 无限元统一边界 有限元 人工边界
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求解地基-结构系统运动方程的基本频率法 被引量:2
8
作者 蒯行成 任毕乔 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1998年第6期81-85,共5页
地基动力阻抗的频率相关性,导致地基-结构系统运动方程的刚度矩阵和阻尼矩阵是运动频率的函数.本文考察求解这类方程的一种近似方法的有效性.算例表明,对于采用箱、筏类基础的高层建筑,近似方法既简单又十分有效.
关键词 高层建筑 地基-结构系统 运动方程 振动频率
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有限深度介质上梁非线性能量汇减振的Winkler地基实现 被引量:2
9
作者 刘宗通 马建军 郭颖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期237-245,共9页
土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用G... 土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用Galerkin方法和增量谐波平衡法分析了弹性介质上简支梁的非线性动力响应。利用数值计算方法验证了理论结果的正确性,并分析了非线性能量汇的有效性。通过参数优化和分析,揭示了不同参数范围内Winkler地基的减振效果,讨论了其最佳参数范围。研究结果表明:在合理的参数范围内,弹性介质对其支承梁的动力响应有良好的抑制作用,能够快速有效地吸收共振条件下的振动能量,并具有良好的鲁棒性。优化后的非线性能量汇可使梁的共振幅值降低超95%,且具有较宽的减振频带。研究成果从非线性能量汇的角度展现了土-结构相互作用效应的减振机理,为基于弹性地基设计的结构振动抑制提供了理论依据。 展开更多
关键词 -结构相互作用 Winkler地基梁理论 非线性能量汇 增量谐波平衡法 减振
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周期分布结构-地基系统在竖向传播地震作用下的透射边界模型 被引量:7
10
作者 沈冯强 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2000年第2期173-176,181,共5页
结构-地基有限模型中传统的固定(或自由)边界错误地将地震能量全都陷入结构的计算模型,严重影响了结构地震反应的计算精度.为了改善这一不合理状况,该文提出周期分布结构-地基系统在竖向传播地震作用下的透射边界模型,用于处理结... 结构-地基有限模型中传统的固定(或自由)边界错误地将地震能量全都陷入结构的计算模型,严重影响了结构地震反应的计算精度.为了改善这一不合理状况,该文提出周期分布结构-地基系统在竖向传播地震作用下的透射边界模型,用于处理结构-地基的动力相互作用。在地基有限模型的底面使用阻尼或改进的阻尼透射边界,侧边使用捆绑边界。文中算例表明该透射边界模型不仅有效,而且还能应用于一般结构-地基系统的非线性动力反应分析。 展开更多
关键词 透射边界模型 地震反应 周期分布 结构-地基系统
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地基-结构系统地震响应的突变模型分析 被引量:1
11
作者 房营光 曹洪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期729-732,共4页
由拉格朗日方程导出地基-结构系统地震响应分析的动力方程,利用突变模型分析了系统对地震响应的复杂过程,并分析了振幅响应的跳跃现象和“路径”效应等非线性动力特性,得出了有意义的结论。分析结果对地基-结构系统的参数设计有一定的... 由拉格朗日方程导出地基-结构系统地震响应分析的动力方程,利用突变模型分析了系统对地震响应的复杂过程,并分析了振幅响应的跳跃现象和“路径”效应等非线性动力特性,得出了有意义的结论。分析结果对地基-结构系统的参数设计有一定的参考价值。 展开更多
关键词 地基-结构系统 地震响应 突变分析 跳跃
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土体非线性对土-结构动力相互作用的影响——以Millikan图书馆为例 被引量:2
12
作者 梁建文 杨晶丽 +1 位作者 韩冰 朱俊 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第3期1-10,共10页
文中采用有限元-间接边界元(FEM-IBEM)耦合法,研究土体非线性对土-结构动力相互作用(SSI)的影响。二维模型中,远场土体采用间接边界元法(IBEM)模拟,近场土体采用有限元法(FEM)模拟;采用等效线性模型考虑土体非线性。以著名的Millikan图... 文中采用有限元-间接边界元(FEM-IBEM)耦合法,研究土体非线性对土-结构动力相互作用(SSI)的影响。二维模型中,远场土体采用间接边界元法(IBEM)模拟,近场土体采用有限元法(FEM)模拟;采用等效线性模型考虑土体非线性。以著名的Millikan图书馆为例计算表明,土体非线性对SSI有明显影响。考虑土体非线性后,结构基底剪力、层间位移角以及系统频率均明显降低,而且地震波幅值越大,或土体非线性越强,非线性动力响应的降低程度越大。研究对于定量评估土体非线性对SSI的影响具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 -结构动力相互作用(SSI) 土体非线性 有限元-间接边界元(FEM-IBEM)耦合法 基底剪力 层间位移角 系统频率
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地基-结构相互作用系统的时域参数识别
13
作者 黄义 刘增荣 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期785-793,共9页
 提出地基_结构相互作用系统的时域参数识别方法· 在建立地基_结构相互作用的计算模式和运动方程的基础上,运用扩展的卡尔曼滤波技术,将相互作用系统中的参数作为增加的状态变量,建立了该系统的时域参数识别方法· 并依据...  提出地基_结构相互作用系统的时域参数识别方法· 在建立地基_结构相互作用的计算模式和运动方程的基础上,运用扩展的卡尔曼滤波技术,将相互作用系统中的参数作为增加的状态变量,建立了该系统的时域参数识别方法· 并依据大型振动台条件下的层状地基_贮仓结构相互作用系统的模型试验数据,实施了地基_结构相互作用系统时域参数识别的全过程· 计算结果表明。 展开更多
关键词 地基-结构 相互作用系统 时域参数识别
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固结效应对结构—地基相互作用的影响及非线性求解
14
作者 邓子辰 谢彬 《中国海上油气(工程)》 1993年第1期28-33,共6页
在Biot理论中,u-p形式的方程其系数矩阵不具备对称性,给问题的求解带来了困难。本文采用一种有效变换,使其系数阵得到对称化,从而可对固结效应进行非线性求解。
关键词 固结效应 非线性 结构-地基 作用
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基于结构自适应滤波方法的非线性系统辨识 被引量:2
15
作者 冯子凯 陈立家 +1 位作者 刘名果 袁蒙恩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第8期2319-2326,共8页
针对非线性系统辨识中定结构参数辨识局限性高和辨识率低的问题,将结构自适应引入辨识的优化,提出一种基于子系统的结构自适应滤波(SSAF)方法。该方法的模型由若干子系统级联而成,每一个子系统均为线性-非线性混合结构。子系统的线性部... 针对非线性系统辨识中定结构参数辨识局限性高和辨识率低的问题,将结构自适应引入辨识的优化,提出一种基于子系统的结构自适应滤波(SSAF)方法。该方法的模型由若干子系统级联而成,每一个子系统均为线性-非线性混合结构。子系统的线性部分是一个一阶或二阶可选的无限脉冲响应滤波器(IIR),非线性部分则是一个静态的非线性函数。初始化中,子系统的参数随机产生,生成的若干子系统按照设定的连接规则进行随机连接,而不含反馈的连接机制确保了非线性系统的有效性。采用一种自适应多精英引导的复合差分进化(AMECoDEs)算法用于自适应模型循环优化,直至找到最优的结构和参数,即全局最优。实验结果表明,SSAF方法在非线性测试函数以及真实数据集上的表现优异,辨识率高且收敛性好,与聚焦时滞递归神经网络(FTLRNN)相比,它所用参数的个数仅为FTLRNN的1/10,且适应值精度提高了7%,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 结构自适应滤波 非线性系统辨识 系统 线性-非线性
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结构-地基动力相互作用时域数值计算模型研究 被引量:5
16
作者 李建波 林皋 +1 位作者 陈健云 胡志强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第2期169-176,共8页
完全在时域数值分析范畴内,本文对结构-地基动力相互作用系统运动方程进行了深入推导,给出了统一的基本表达形式,简化可获得目前应用的各类主要时域模型。其中,基于结构-地基交界面的位移协调条件及作用力与反作用力平衡方程,推导了动... 完全在时域数值分析范畴内,本文对结构-地基动力相互作用系统运动方程进行了深入推导,给出了统一的基本表达形式,简化可获得目前应用的各类主要时域模型。其中,基于结构-地基交界面的位移协调条件及作用力与反作用力平衡方程,推导了动力相互作用分析子结构法模式的时域基本方程。从结构的一般动力平衡方程出发,推导了相互作用直接法模式的基本平衡方程,并基于有限元模型对两类模式间的等价性条件进行了理论验证。 展开更多
关键词 结构-地基动力相互作用 时域数值分析 直接法 结构 系统动力方程
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考虑土-结构相互作用的车桥系统耦合振动分析 被引量:6
17
作者 李忠献 黄健 张国忱 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1035-1041,共7页
列车提速加剧了车桥系统的耦合振动,为此结合天津轻轨工程分析了考虑土-结构相互作用(SSI)效应的车桥系统的耦合振动.分别建立了考虑SSI效应和不考虑SSI效应(即墩底固接)的车桥系统耦合振动的分析模型.在车桥系统模型中,建立了27个自... 列车提速加剧了车桥系统的耦合振动,为此结合天津轻轨工程分析了考虑土-结构相互作用(SSI)效应的车桥系统的耦合振动.分别建立了考虑SSI效应和不考虑SSI效应(即墩底固接)的车桥系统耦合振动的分析模型.在车桥系统模型中,建立了27个自由度的车辆模型;在桥梁模型中采用空间梁单元进行模拟;在考虑SSI效应中, 以弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质,将群桩基础等效简化为弹性地基梁.对天津轻轨工程一座四跨预应力混凝土连续刚构桥的数值仿真分析结果表明,考虑SSI效应,对桥梁结构的横向和扭转角位移响应影响显著,而对桥梁结构的竖向和纵向位移响应影响不大,其中横向位移最大增幅达90%,扭转角最大增幅接近38%.可见,处于地基软弱地区的铁路桥梁,SSI效应会对车桥系统的耦合振动产生不容忽视的影响. 展开更多
关键词 铁路桥梁 车桥系统 耦合振动 -结构相互作用 群桩 弹性地基
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设备-高层结构-地基土体系交互计算方法 被引量:1
18
作者 姜忻良 张崇祥 +1 位作者 姜南 罗兰芳 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期433-439,共7页
提出了模拟设备-高层结构-地基土体系振动台实时子结构试验的数值交互计算方法,并且结合地基土在强震作用下并非全部进入非线性的特点,认为可尝试将具有局部非线性特点的地基土模型作为数值子结构、设备-高层结构体系作为试验子结构,从... 提出了模拟设备-高层结构-地基土体系振动台实时子结构试验的数值交互计算方法,并且结合地基土在强震作用下并非全部进入非线性的特点,认为可尝试将具有局部非线性特点的地基土模型作为数值子结构、设备-高层结构体系作为试验子结构,从而在振动台实时子结构试验中考虑地基土非线性特性影响。采用分支模态子结构法与线性-非线性混合约束模态子结构法推导了设备-高层结构-局部非线性地基土体系的运动方程。选用一幢13层钢框架设备-高层结构-地基土体系模型作为分析实例,采用MATLAB与ANSYS分别建立设备-高层结构体系与局部非线性地基土计算模型,两者之间进行数值交互计算,发现土-结构相互作用与设备的频率变化对设备与结构的地震反应有重要的影响。 展开更多
关键词 分支模态子结构 约束模态子结构 线性-非线性 设备-高层结构-地基土体系 数值交互计算
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地基-基础隔震系统整体地震响应有限元分析 被引量:3
19
作者 王彬 丁海平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2005年第8期12-16,共5页
近几十年来,基础隔震技术逐渐被重视,得到了广泛的应用,并被纳入国家建筑抗震设计规范。但是在传统的理论分析中,对于基础隔震结构往往忽视土-结构动力相互作用对其隔震效果的影响。即使考虑地基的影响,也大都是采用弹簧和阻尼器(地基... 近几十年来,基础隔震技术逐渐被重视,得到了广泛的应用,并被纳入国家建筑抗震设计规范。但是在传统的理论分析中,对于基础隔震结构往往忽视土-结构动力相互作用对其隔震效果的影响。即使考虑地基的影响,也大都是采用弹簧和阻尼器(地基动刚度)代替。笔者运用ANSYS软件的二次开发功能,提出将结构、隔震层和地基结合起来作为一个完整系统分析,并对一叠层橡胶基础隔震7层钢筋混凝土框架结构在考虑土-结相互作用情况下,进行了整体地震响应有限元计算、比较、分析。结果表明进行地基-基础隔震系统整体地震响应有限元分析是完全可行的而且是必要的。 展开更多
关键词 基础隔震 -结均动力相互作用 地震更应 叠层橡胶垫 基础隔震系统 有限元分析 地震响应 -结构动力相互作用 地基 钢筋混凝土框架结构
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考虑动水压力和流固耦合的库水-坝体-地基系统建模与动力分析 被引量:9
20
作者 赵佳耀 黄丹 +1 位作者 徐业鹏 王磊 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期524-529,共6页
结合动水压力模型和罚函数耦合算法,考虑地基和坝体结构的接触以及边界效应,构建动水压力和流固耦合作用下的库水-坝体-地基地震响应分析模型和方法。通过与试验结果及解析解和实测数据对比,验证了本文模型和方法能准确反映系统地震荷... 结合动水压力模型和罚函数耦合算法,考虑地基和坝体结构的接触以及边界效应,构建动水压力和流固耦合作用下的库水-坝体-地基地震响应分析模型和方法。通过与试验结果及解析解和实测数据对比,验证了本文模型和方法能准确反映系统地震荷载和分析整体耦合系统的动力响应,引入罚函数处理流固耦合界面能提高计算收敛速度。进一步以某重力坝工程实际为背景,验证本文构建的模型和方法适用于库水-坝体-地基耦合系统动力分析的可行性,并分析了地震作用下地基变形对系统动力响应的影响。 展开更多
关键词 结构抗震 动水压力 库水-坝体-地基系统 数值模拟 流固耦合
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