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贮仓—贮料—桩—地基空间相互作用系统的动力特性及随机地震响应研究

王建平  
【摘要】:结构—地基的动力相互作用问题是伴随着工程实践而提出的。通过地震工程实践,人们越来越认识到结构和地基动力相互作用对建筑物的地震反应有着重要的影响。本论文将贮仓、贮料、桩基础及其地基均作为空间结构处理,基于有限元理论建模并采用有限元和虚拟激励法相结合的计算方法,围绕着随机地震荷载作用下贮仓—贮料—桩—地基体系的动力相互作用问题展开了较为深入、系统的研究,取得了一些有价值的成果。主要的研究工作及得出的主要结论如下: 1.作者在查阅了大量国内、外文献的基础上,全面分析了土—结构动力相互作用的研究现状和发展水平,指出了现有研究的不足之处。由于地震荷载是一种随机荷载,因此,应该以随机过程的观点来研究地震荷载作用下结构的响应才是符合工程实际的。 2.经文献查新,本文首次将虚拟激励法推广应用于三维桩—土—结构动力相互作用系统的随机地震响应研究中,扩大了虚拟激励法的应用范围。 3.研究了空间自由场地基和带桩自由场地基的动力特性。数值计算结果表明:在自由场地基土中设置桩基础以后,使原有地基土的固有频率增大、固有周期缩短。影响主要表现在:桩基础对地基土的前3阶固有频率影响较小,相对误差在10%以内;随着体系固有频率的增大,桩基础对频率的影响也呈增大趋势,但当体系的固有频率增大到某一值后,桩基础对固有频率的影响将基本保持不变。采用虚拟激励法研究了随机地震动作用下自由场地基和桩—土相互作用体系的随机地震响应,得出了桩基础对自由场地基动力响应有明显的减震效应。 4.系统建立了贮仓、贮仓—贮料相互作用体系的三维有限元计算模型。研究了刚性地基上空仓、贮仓—贮料相互作用体系的动力特性。数值计算结果表明:空仓的自振频率大于贮仓—贮料相互作用体系的自振频率。采用虚拟激励法研究了空仓、


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