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

1

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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结构-地基相互作用体系动力特性参数的简化计算方法 被引量：9

2

作者 陈跃庆 吕西林 +1 位作者 李培振 陈波 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第1期71-77,共7页

本文首先介绍了几种计算结构 地基相互作用体系动力特性的简化方法,并用振动台模型试验的数据资料进行计算分析,讨论了各方法的局限性;在此基础上,提出了一种改进的简化计算方法。在该方法中,主要改进是合理考虑了桩基对体系刚度的贡献。

关键词 结构-地基相互作用 振动台试验 动力特性参数 桩基 刚度 抗震设计

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高层建筑结构-地基动力相互作用效果的振动台试验对比研究 被引量：21

3

作者 吕西林 陈跃庆 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2002年第2期42-48,共7页

本文通过对高层建筑结构 -地基动力相互作用体系和刚性地基上高层建筑结构的振动台模型试验成果的对比分析 ,研究了相互作用对结构动力特性和地震反应的影响。结构 -地基动力相互作用使结构频率减小 ,阻尼增大 ;相互作用体系的振型曲线... 本文通过对高层建筑结构 -地基动力相互作用体系和刚性地基上高层建筑结构的振动台模型试验成果的对比分析 ,研究了相互作用对结构动力特性和地震反应的影响。结构 -地基动力相互作用使结构频率减小 ,阻尼增大 ;相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线不同 ,基础处存在平动和转动 ;在地震动作用下考虑相互作用的结构加速度、层间剪力、弯矩以及应变通常比刚性地基上的情况小 ,而位移则比刚性地基上的情况大。 展开更多

关键词 高层建筑结构 结构-地基相互作用 振动台试验 动力特性 地震反应

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结构-地基相互作用的频域计算模型 被引量：3

4

作者 刘钧玉 林皋 +2 位作者 胡志强 李建波 张勇 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期850-854,共5页

基于比例边界有限元法(SBFEM)建立了结构-无限地基相互作用分析的频域透射边界,这种透射边界精确满足Sommerfeld辐射条件.该方法的特点是可以根据精度需要从低阶到高阶逐步递推计算无限域刚度矩阵,应用简单且十分方便.针对文献中比较常... 基于比例边界有限元法(SBFEM)建立了结构-无限地基相互作用分析的频域透射边界,这种透射边界精确满足Sommerfeld辐射条件.该方法的特点是可以根据精度需要从低阶到高阶逐步递推计算无限域刚度矩阵,应用简单且十分方便.针对文献中比较常用的各种无限地基计算模型的适应性进行了一定的研究分析.结合无限地基上重力坝的地震响应,对无限地基迟滞效应的影响进行了对比分析,由对比结果可以看出考虑无限地基影响时的坝体最大拉应力分布比常用的无质量地基模型的计算结果约小15%;考虑迟滞效应时最大应力计算结果比不考虑迟滞效应时的计算结果增加了约25%. 展开更多

关键词 结构-地基相互作用 比例边界有限元法 透射边界 重力坝 无限域

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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

5

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 子结构法 系统动力方程

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结构-地基动力相互作用的时域模型 被引量：17

6

作者 陈灯红 杜成斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1164-1172,共9页

结构-地基动力相互作用是结构地震响应分析及安全评估的一个非常重要课题。基于比例边界有限元法,提出了一种新颖的结构-地基动力相互作用的时域模型,即采用比例边界有限元子域模拟近场有限域部分,采用高阶透射边界模拟远场无限域部分... 结构-地基动力相互作用是结构地震响应分析及安全评估的一个非常重要课题。基于比例边界有限元法,提出了一种新颖的结构-地基动力相互作用的时域模型,即采用比例边界有限元子域模拟近场有限域部分,采用高阶透射边界模拟远场无限域部分。通过采用连分式展开和引入辅助变量,有限域的动力方程采用高阶的静力刚度矩阵和质量矩阵表示。高阶透射边界精确满足无限远处的辐射边界条件,具有全局精确、时间局部和收敛速度快等优点。它是基于改进的连分式法求解无限域动力刚度矩阵而建立的,在时域里表示为一阶常微分方程组。通过联立有限域和无限域的运动方程,建立了结构-地基相互作用的标准动力学方程,采用Newmark法可直接求解。3个算例结果表明,该算法在时域里比黏弹性边界更精确、有效。 展开更多

关键词 比例边界有限元法 结构-地基动力相互作用 高阶透射边界 黏弹性边界 时域分析

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空间结构-地基动力相互作用数值分析时域算法研究 被引量：6

7

作者 钟红 林皋 李建波 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期78-84,共7页

对于大型结构地震响应分析,结构-无限地基耦合系统动力分析的数值实现,往往由于有限元网格过多,以及地基无限域时域计算模型中存在的复杂卷积运算,严重限制了求解规模.为解决此问题,提出了基于阻尼溶剂抽取法的三维结构-地基相互作用分... 对于大型结构地震响应分析,结构-无限地基耦合系统动力分析的数值实现,往往由于有限元网格过多,以及地基无限域时域计算模型中存在的复杂卷积运算,严重限制了求解规模.为解决此问题,提出了基于阻尼溶剂抽取法的三维结构-地基相互作用分析的分区时域逐步求解模型.并针对三维大规模工程问题的数值求解,在积分算法及矩阵存储格式等方面,结合阻尼溶剂抽取法的特点进行了详细的探讨,以推进动力相互作用时域数值分析的实用化.以三维全空间球形空腔动力变形及大岗山拱坝的地震响应分析为例,针对上述数值实现算法进行了具体验证,并就不同的地基弹模及地震波输入方式对坝体响应的影响进行了探讨.计算结果表明,地基辐射阻尼以及河谷散射效应对结构的动力响应有很大影响,而该模型表现出了良好的精度和计算效率. 展开更多

关键词 结构-无限地基动力相互作用 阻尼溶剂抽取法 时域 三维问题

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叠层橡胶支座隔震结构地基结构动力相互作用分析 被引量：7

8

作者 潘开名 刘斌 +1 位作者 刘之洋 王晓初 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期71-74,共4页

扼要介绍了对一个带有叠层橡胶支座隔震结构的减震台进行不同位置天然地震波的观测 ,根据减震台的结构设置建立了一个地基 结构动力相互作用的计算模型 ,然后输入观测到的天然地震加速度波形 ,计算减震台台面的地震响应 ,并把计算结果... 扼要介绍了对一个带有叠层橡胶支座隔震结构的减震台进行不同位置天然地震波的观测 ,根据减震台的结构设置建立了一个地基 结构动力相互作用的计算模型 ,然后输入观测到的天然地震加速度波形 ,计算减震台台面的地震响应 ,并把计算结果与观测结果进行比较分析 ,计算结果与试验结果吻合程度较好· 展开更多

关键词 橡胶垫支座 动力响应 地震反应分析 基础隔震 强震观测 隔震结构 地基-结构动力相互作用

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求解结构-无限地基动力相互作用的高阶透射边界频域方法 被引量：2

9

作者 宁宝宽 张思淼 +1 位作者 刘钧玉 孟晋 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第4期56-62,共7页

基于比例边界有限元法(scaled boundary finite element method,SBFEM)对结构-无限地基系统进行了频域的动力相互作用分析。通过一种新的高阶透射边界对无限地基进行模拟,该透射边界是基于无限域动力刚度矩阵的连分式解形式,连分式的系... 基于比例边界有限元法(scaled boundary finite element method,SBFEM)对结构-无限地基系统进行了频域的动力相互作用分析。通过一种新的高阶透射边界对无限地基进行模拟,该透射边界是基于无限域动力刚度矩阵的连分式解形式,连分式的系数通过以动力刚度矩阵表示的比例边界有限元方程递推计算。通过数值算例验证了该高阶透射边界的收敛性,并与解析解进行了比较,表明该方法具有较高的精度。最后对重力坝-库水-无限地基系统进行了频域分析,将计算结果与无质量地基模型进行了对比。对比结果表明,所提地基模型计算的结果与无质量地基模型的计算结果相比降低约20%。该方法可以有效地进行二维和三维大型结构-地基相互作用分析。 展开更多

关键词 结构-地基相互作用 比例边界有限元法 透射边界 重力坝 无限域

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成层地基–桩基–结构动力相互作用体系的计算分析 被引量：9

10

作者 卢华喜 梁平英 尚守平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期705-711,共7页

以一个1∶2大比例模型结构–地基的动力相互作用模型试验为基础,结合通用有限元程序MSC.Marc,对成层地基–桩基–结构动力相互作用体系进行了三维有限元分析。计算中采用考虑土非线性特征改进的黏弹性人工边界模拟外部土域,利用考虑动... 以一个1∶2大比例模型结构–地基的动力相互作用模型试验为基础,结合通用有限元程序MSC.Marc,对成层地基–桩基–结构动力相互作用体系进行了三维有限元分析。计算中采用考虑土非线性特征改进的黏弹性人工边界模拟外部土域,利用考虑动力相互作用中桩土分离、滑移以及桩基提离效应的接触模型反映桩土接触界面特性,并引入阻尼项表征桩土动力作用中的能量损耗,土体采用等效线性模型。通过计算分析与试验的比较研究,验证了计算模型和分析方法的合理性,进行了地震动输入下的地震反应分析,为地基–结构动力相互作用的进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 地基-桩基-结构相互作用 大比例模型试验 人工边界 接触模型 地震反应

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考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静、动力研究[Ⅱ]——有限元分析 被引量：5

11

作者 黄义 尹冠生 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期124-128,共5页

对贮仓结构的静、动力问题进行了系统的分析计算 :考虑到地基 结构 散粒体间的相互作用 ,引入新的计算模式 ,对不同地基上的贮仓结构模型进行了系统的有限元静、动力分析计算 ,并与作者所完成的试验结果进行了比较。结果表明 。

关键词 贮仓结构 有限元分析 计算模型 静力分析 动力分析 地基-结构-散粒体相互作用 薄壁结构

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基于加速度输入的结构-地基相互作用分析分区递归时域算法

12

作者 陈健云 李建波 马秀平 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期880-885,共6页

由于无限地基动刚度的频率相关性,用于结构-地基动力相互作用分析的各种方法基本上都是将地震动作用转化为作用在边界上的力,需要同时包括地震动位移、速度和加速度输入信息.为简化,基于阻尼抽取法,提出一种基于加速度输入的分区递归数... 由于无限地基动刚度的频率相关性,用于结构-地基动力相互作用分析的各种方法基本上都是将地震动作用转化为作用在边界上的力,需要同时包括地震动位移、速度和加速度输入信息.为简化,基于阻尼抽取法,提出一种基于加速度输入的分区递归数值求解算法,该算法仅需要地震动加速度信息,与地震动加速度成比例的结构惯性力作为地震荷载输入,可方便地确定由于结构震动对地基变位的影响,同时避免了无限地基动刚度时域算法中的褶积分.数值算例表明该方法具有良好的精度与应用的简便性. 展开更多

关键词 结构-地基动力相互作用 分区递归时域算法 地震动 无限地基

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动力相互作用分析中无质量地基的应用研究 被引量：14

13

作者 李静 陈健云 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第2期58-62,共5页

关于结构-地基的动力相互作用分析已经提出了很多方法,但由于方法复杂而没有得到广泛应用,无质量地基模型仍然是应用最为广泛的近似方法。本文通过结构-地基的动力相互作用分析公式的推导,详细阐明了考虑无限地基影响的动力相互作用分... 关于结构-地基的动力相互作用分析已经提出了很多方法,但由于方法复杂而没有得到广泛应用,无质量地基模型仍然是应用最为广泛的近似方法。本文通过结构-地基的动力相互作用分析公式的推导,详细阐明了考虑无限地基影响的动力相互作用分析中无质量地基的概念和应用范围,并通过算例进行了说明。 展开更多

关键词 结构-地基相互作用 地震 无质量地基 地下结构

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均匀土-桩基-结构相互作用体系的计算分析 被引量：35

14

作者 陈波 吕西林 +1 位作者 李培振 陈跃庆 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2002年第3期91-99,共9页

本文以结构 -地基动力相互作用振动台模型试验为基础 ,结合通用有限元软件ANSYS ,对均匀土 -桩基 -结构动力相互作用体系进行了三维有限元分析。计算中土体采用等效线性模型 ,利用面-面接触单元考虑土体与结构交界面的状态非线性 ,计算... 本文以结构 -地基动力相互作用振动台模型试验为基础 ,结合通用有限元软件ANSYS ,对均匀土 -桩基 -结构动力相互作用体系进行了三维有限元分析。计算中土体采用等效线性模型 ,利用面-面接触单元考虑土体与结构交界面的状态非线性 ,计算与试验得出的规律基本一致。桩基与土体间发生了脱开再闭合和滑移现象。桩身应变幅值分布呈桩顶大、桩尖小的倒三角分布 ,角桩的应变幅值较大 ,边排中桩和中桩的应变幅值较小。桩土接触压力幅值呈桩顶小、桩尖大的三角形分布。在沿振动方向的三排桩中 ,边排桩的滑移比中排桩的滑移量大。通过计算分析与试验的对照研究 ,验证了采用的计算模型与分析方法的合理性 ,为结构 展开更多

关键词 地基-桩-结构相互作用 振动台模型试验 计算分析 ANSYS程序 接触 滑移 有限元软件 结构 地震反应

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不同地基条件下铅基堆悬挂储液结构地震响应分析

15

作者 尹训强 黄华 +1 位作者 徐舒桐 李建波 《地震工程学报》 北大核心 2025年第4期781-788,共8页

鉴于铅基反应堆储液结构的特殊性,考虑不同地基条件对结构动力响应的影响是对其进行抗震适应性分析的关键。以某铅基反应堆为研究对象,通过引入黏弹性人工边界耗散散射波波动能量,并结合用户可编程功能(UPFs)的二次开发特点,基于ANSYS... 鉴于铅基反应堆储液结构的特殊性,考虑不同地基条件对结构动力响应的影响是对其进行抗震适应性分析的关键。以某铅基反应堆为研究对象,通过引入黏弹性人工边界耗散散射波波动能量,并结合用户可编程功能(UPFs)的二次开发特点,基于ANSYS建立考虑流-固耦合的铅基堆悬挂储液结构-地基相互作用分析模型,开展在不同地基条件下,反应堆储液结构的地震响应变化规律研究。分析结果表明:软质地基对堆内液体晃动波高有明显地放大,加速度响应在水平向和竖向受地基类型的影响较显著,而总体位移的变化趋势及幅值变化均不大。研究成果可为铅基反应堆的抗震设计提供技术参考。 展开更多

关键词 结构-地基动力相互作用 流-固耦合 不同地基条件 铅基反应堆 地震响应

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不同地基条件对泳池式反应堆结构地震响应的影响 被引量：1

16

作者 黄杰华 尹训强 +2 位作者 王桂萱 樊成 赵杰 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1358-1368,共11页

泳池式反应堆(简称泳池堆)是环境友好型的新型供热源,不同地基条件下反应堆厂房结构的地震响应是进行抗震设计的关键技术参考。以某堆型泳池式反应堆厂房为研究对象,基于ANSYS软件及UPFs的二次开发特点,建立考虑液晃效应的泳池堆-地基... 泳池式反应堆(简称泳池堆)是环境友好型的新型供热源,不同地基条件下反应堆厂房结构的地震响应是进行抗震设计的关键技术参考。以某堆型泳池式反应堆厂房为研究对象,基于ANSYS软件及UPFs的二次开发特点,建立考虑液晃效应的泳池堆-地基三维动力相互作用模型,其中,通过创建黏弹性边界单元来考虑散射波的能量耗散,采用Housner等效力学模型模拟动液压效应,从而开展不同地基对泳池堆厂房结构地震响应的影响分析。分析结果表明:当地基土的坚硬度、刚度逐渐减小时,泳池堆的地震响应变化明显,特别是由岩性地基逐渐变为土质地基时,结构的主应力和层间位移角逐渐增大,而加速度反应谱则逐渐减小。研究成果可为不同型号泳池堆的抗震设计提供有益的参考。 展开更多

关键词 结构-地基相互作用 地震响应 不同地基条件 泳池式反应堆 液晃效应

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非一致地震波动输入下大型钢筋混凝土框架结构-地基体系地震响应规律 被引量：2

17

作者 彭浩 高智能 +1 位作者 胡世丽 谷音 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期887-893,共7页

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该... 为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。 展开更多

关键词 结构-地基相互作用 大型钢筋混凝土结构 非一致地震波动输入 内力幅值 层间位移

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考虑SSI效应的核电厂房地基抗震适应性分析模型及应用

18

作者 尹训强 潘奇 王桂萱 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期609-616,共8页

通过有限元框架内的阻尼溶剂抽取法(DSEM),考虑无限地基辐射阻尼影响,并结合交界面相互作用力平衡机制及位移协调实现核电厂房与无限地基子结构的耦合,从而建立核电厂房地基抗震适应性分析时域模型。为提高其实用性,基于ANSYS平台,运用... 通过有限元框架内的阻尼溶剂抽取法(DSEM),考虑无限地基辐射阻尼影响,并结合交界面相互作用力平衡机制及位移协调实现核电厂房与无限地基子结构的耦合,从而建立核电厂房地基抗震适应性分析时域模型。为提高其实用性,基于ANSYS平台,运用二次开发工具UPFs、APDL及UIDL,实现了DSEM关键技术、分析流程控制以及可视化操作,再通用有限元软件嵌入了所开发模型。通过数值算例分析了不同频率简谐波对精度与效率的影响,提出了适用工程应用的参数范围。最后开展了某百万千瓦级压水堆厂房地基抗震适应性分析,计算结果表现出良好的可靠性和工程实用性。 展开更多

关键词 核电厂 结构地基相互作用 阻尼溶剂抽取法 ANSYS二次开发

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强震作用下特高土石坝多耦合体系损伤演化机理及安全评价准则 被引量：4

19

作者 邹德高 刘京茂 +4 位作者 孔宪京 陈楷 屈永倩 宁凡伟 龚瑾 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1329-1340,F0003,F0004,共14页

中国西部拟建多座坝高250~300 m级别的特高土石坝工程,但西部地区地震频度高、强度大,地震的突发性和不确定性对这些特高土石坝的抗震安全构成了巨大威胁。高土石坝抗震安全评价是多系统、真三维、非线性、非连续的复杂问题。然而,传统... 中国西部拟建多座坝高250~300 m级别的特高土石坝工程,但西部地区地震频度高、强度大,地震的突发性和不确定性对这些特高土石坝的抗震安全构成了巨大威胁。高土石坝抗震安全评价是多系统、真三维、非线性、非连续的复杂问题。然而,传统高土石坝动力分析方法仍在弱非线性范围内,各种相互作用的影响大多被简化并孤立进行,难以对强震作用下特高土石坝动力破坏过程、耦合效应及其影响进行深入研究和科学认识。面向中国300 m级特高土石坝建设需求,依托RM、拉哇等特高土石坝,重点突破了筑坝材料强非线性、大坝-地基-库水动力相互作用、精细化建模和分析方法、自主高性能计算软件以及极限抗震能力评价方法和标准等方面的一系列科学问题和技术难题。研究成果为特高土石坝抗震安全设计提供了先进的评价方法和标准。 展开更多

关键词 高土石坝 地震 结构与地基相互作用 精细化分析 极限抗震能力

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建筑结构抗震研究的若干进展 被引量：20

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作者 吕西林 蒋欢军 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1278-1284,共7页

对近 10年来在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行的建筑结构抗震研究进行了回顾和总结 .研究工作主要包括高层建筑结构的抗震控制研究与应用、基础隔震研究、新型抗震耗能剪力墙的研究、结构 -地基动力相互作用研究、方钢管混凝... 对近 10年来在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行的建筑结构抗震研究进行了回顾和总结 .研究工作主要包括高层建筑结构的抗震控制研究与应用、基础隔震研究、新型抗震耗能剪力墙的研究、结构 -地基动力相互作用研究、方钢管混凝土结构研究、高层及超高层建筑结构抗震研究等 .这些研究工作与工程实践紧密结合 。 展开更多

关键词 结构抗震控制 结构-地基动力相互作用 方钢管混凝土结构 高层及超高层建筑

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