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1、湘潭大学硕士学位论文弹性地基板非线性响应简化分析方法姓名：邓凤桥申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘忠20070501湘潭大学硕士学位论文摘要本文主要研究地基板非线性力学响应问题。以建筑物的基础底板（平板式片筏基础）为工程背景，研究直接搁置在地基上的钢筋混凝土矩形板，此研究侧重于土—结构相互作用的力学性能及其相互作用的力学响应。首先，运用大型有限元分析软件ANSYS，建立了地基板—地基土系统三维有限元数值分析实体模型。运用该有限元模型，研究纵向集中荷载作用下，地基板的非线性力学响应。并研究了荷载的作用位置
2、及其大小、地基土的材料非线性因素、地基板与地基土界面的几何非线性因素以及几何参数，对地基板非线性力学响应的影响。其次，基于三维有限元数值模拟分析结果，以及已有的试验数据，在Winkler地基模型的基础上，运用克希霍夫薄板理论，采用描述迟滞非线性材料本构关系的Bouc-Wen模型，建立能够考虑多种非线性因素影响的地基板响应简化分析模型。该简化分析模型，将地基土对地基板的纵向非线性作用力，用均匀分布的纵向非线性弹簧模拟，非线性弹簧恢复力由Bouc-Wen模型描述。利用该简化分析模型和相应的计算方法，能够研究地基板的非
3、线性力学响应问题，并能研究多种系统参数和非线性因素对地基板响应的影响。最后，运用已建立的简化分析模型，结合几个具体的算例，对地基板作了力学分析，并与三维有限元数值模拟分析结果相比较，来验证该模型的正确性。计算结果表明，本文建立的简化分析模型，能够有效地模拟地基板非线性力学响应问题，具有一定的实用性。关键词：地基板；地基土；非线性力学响应；有限元；数值模拟；Bouc-Wen模型；简化分析I湘潭大学硕士学位论文ABSTRACTThispaperstudiesthenonlinearmechanicalresponse
4、ofthefoundationplate.Itisbasedonthefoundationslabofthebuildingwhichistheplatformfloatingstructure,itresearchesthereinforcedconcreterectangleplateonthefoundation,priorityresearchesthemechanicsfunctionanditsinteractionofthesoil-structureinteractionresponse.Firs
5、tly,inonehand,usinggeneral—purposefiniteelementprogramANSYS,thispaperbuildupthe3-Dsolidanalyticmodelofthefoundationplate,andusesthismodel,researchesthenonlinearmechanicalresponseofthefoundationplatewhenitwasactedontheverticalconcentratedload;inanotherhand,mod
6、ifiesthepointoftheload,thematerialanalyzedthefactorsoftheplate-soilsystem,whicharethenonlinearsoilbehavior,thenonlinearstateofplate-soilinterface,andthegeometricparameter,influenceonthenonlinearmechanicalresponseofthefoundationplate.Secondly,basedontheresulto
7、fthe3-Dfiniteelementnumericalsimulationandthepossessedexperimentaldata;onthisbasisoftheWinker-FoundationmodelandappliedtheKirchhoffPlateTheoryandadoptedBouc-Wenmodeldescribingtheconstitutiverelationofdelayednonlinearmaterial,onenewsimplifiedanalysismodelofthe
8、foundationplatehasbeenestablished,whichcanconsidertheinfluencesofvariousnonlinearfactors.Thismodelcansimulatetheverticalnonlinearactionforceofgroundsoiltothefoundationplate,withthevertica
