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复杂工况下土-结构体系的混合约束模态法
  • ISSN号:1000-1980
  • 期刊名称:《河海大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU317.1[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]天津大学建筑工程学院,天津300072, [2]滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学),天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51178308;51278335)
中文摘要:

基于动态子结构法的原理,提出了线性-非线性混合约束模态综合法,对复杂工况下的二维地基土-箱型基础-上部剪力墙结构相互作用的非线性动力问题进行分析研究。复杂工况包含了一致黏弹性边界问题和基础与周边土体的高度非线性接触问题。依据土-结构相互作用体系存在局部非线性的特性,将体系划分为若干个线性和非线性子结构。在动力时程分析中对所有非线性子结构利用自编二次开发程序逐步提取等效特性矩阵,再与经势能判据截断准则减缩过的其他线性子结构组合后进行模态综合处理,推导出含有接触关系的子结构方程与含有一致黏弹性边界的子结构方程,最后形成复杂工况下含有各个子结构的模态综合方程。分析结果表明,混合约束模态综合法与ANSYS直接计算法求得的位移、速度、加速度、水平剪力、弯矩、层间位移角动态响应时程曲线吻合良好,证明线性-非线性混合约束模态综合法是求解复杂工况下的土-结构动力相互作用问题的有效可行方法。

英文摘要:

Based on the principle of the dynamic substructure method,the mixed linear-nonlinear constraint modal method was proposed and applied to analysis of the two-dimensional nonlinear dynamic problem caused by the interactions between the foundation soil,box-type foundation,and upside shear wall structure under complex conditions. The complex conditions included the uniform viscoelastic boundary problem and the highly nonlinear contact problem between the foundation and surrounding soil. According to the local nonlinear feature of the soilstructure interactive system,the system was divided into several linear and nonlinear substructures. During the dynamic time history analysis,the self-compiled program based on second development was used to extract the equivalent characteristic matrices gradually for all the nonlinear substructures,which were combined with the linear substructures reduced by potential energy criterion-based truncation criterion. Then,synthesized modal processing was performed,and substructure equations considering the contact problem and involving the uniform viscoelastic boundary were deduced. Thus,a synthesized modal equation for each substructure was formed under the complex conditions. Results show that the dynamic response time history curves of the displacement,velocity,acceleration,horizontal shear force,bending moment,and interlayer displacement angle obtained by the mixed constraint modalmethod agree with those obtained by the ANSYS method,demonstrating that the mixed linear-nonlinear constraint modal method is an effective and feasible method of solving the soil-structure dynamic interaction problem under the complex conditions.

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期刊信息
  • 《河海大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:河海大学
  • 主编:唐洪武
  • 地址:南京市西康路1号
  • 邮编:210098
  • 邮箱:xb@hhu.edu.cn
  • 电话:025-83786343
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1980
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1117/TV
  • 邮发代号:28-63
  • 获奖情况:
  • 全国优秀高校自然科学学报二等奖,全国水利系统优秀期刊,江苏省优秀期刊,中国期刊方阵“双效期刊”,中国高校精品科技期刊,2012年第四届中国高校优秀科技期刊奖,2013年首届江苏省新闻出版政府奖提名奖,2014年第五届中国高校优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17208