地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征,以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象,利用非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)理论,将地下粮仓周围简化为非线性Wink...地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征,以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象,利用非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)理论,将地下粮仓周围简化为非线性Winkler地基,钢桩简化为简支的Euler-Bernoulli梁。利用Hamilton原理,建立梁-土系统的运动方程;引入地基反力系数,描述土体的非线性刚度;利用增量谐波平衡法,求得运动方程的半解析解,并与数值解对比验证。与不考虑NES效应的结果对比,分析阻尼、质量比和地基反力系数等参数对结构在简谐激励下动力响应的影响,分析不同参数条件下土场对结构振动响应的抑制效果。研究表明:选取合理的阻尼、质量比和地基反力系数等参数时,弹性土体能在宽频带范围内减小结构稳态振动能量,显著降低结构共振能量峰和响应幅值;在经分析所得到的最优参数条件下,振动能量衰减率达99.39%。研究成果进一步阐释了土-结构相互作用效应的减振吸能作用,并为基于NES理论的地下粮仓减振设计提供了理论依据。展开更多
文摘地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征,以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象,利用非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)理论,将地下粮仓周围简化为非线性Winkler地基,钢桩简化为简支的Euler-Bernoulli梁。利用Hamilton原理,建立梁-土系统的运动方程;引入地基反力系数,描述土体的非线性刚度;利用增量谐波平衡法,求得运动方程的半解析解,并与数值解对比验证。与不考虑NES效应的结果对比,分析阻尼、质量比和地基反力系数等参数对结构在简谐激励下动力响应的影响,分析不同参数条件下土场对结构振动响应的抑制效果。研究表明:选取合理的阻尼、质量比和地基反力系数等参数时,弹性土体能在宽频带范围内减小结构稳态振动能量,显著降低结构共振能量峰和响应幅值;在经分析所得到的最优参数条件下,振动能量衰减率达99.39%。研究成果进一步阐释了土-结构相互作用效应的减振吸能作用,并为基于NES理论的地下粮仓减振设计提供了理论依据。
