土-结构动力相互作用下网架结构简化分析方法研究.pdf

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1、振动与冲击第34卷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVo1.34No.112015土一结构动力相互作用下网架结构简化分析方法研究刘毅,薛素铎,李雄彦,王国鑫(北京工业大学空间结构研究中心,北京100124)摘要:根据不同学者有关地基动力阻抗的计算公式,结合整体有限元法,从工程应用出发对S-R(Swing-Rock.ing)模型进行修正,提出适用于分析土一结构动力相互作用下大跨空间结构的简化计算方法。基于修正的S-R模型建立土一网架结构动力相互作用的计算模型,与已验证的三维整体有限元(3一D)模型进行对比分析。研究表明,根据修正S

2、-R模型计算所得土一网架结构相互作用体系的自振特性和地震响应与已验证的3一D模型结果呈现出完全一致的规律性且吻合较好,从而验证了修正S—R模型的合理性;在不同地震波作用下,采用Gazetas提出的地基动力阻抗公式建立的土一网架结构相互作用体系中网架节点最大位移和峰值加速度与已验证的3一D模型结果最大误差不超过8.0%,结构杆件内力最大误差不超过10%,表明Gazetas提出的地基动力阻抗公式更适用于分析土一大跨空间结构动力相互作用问题,且具有较好的精度。关键词:网架结构;土一结构动力相互作用;修正S-R模型;自振特性;地震响应中图分类号:TU311.3文

3、献标志码:ADOI:10.13465/j.cnki.jVS.2015.11.014Simplifledanalysismethodofgridstructureconsideringsoil-structuredynamicinteractionLIUYi,XUESu—duo,LIXiong—yan,WANGGuo—xin(SpatialStmeturesResearchCenter,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:Basedonthefoundationdynamic

4、impedancecalculationformulassuggestedbydifferentscholars,theS—R(swing—rocking)modelwasmodifiedbycombiningwiththeintegralfiniteelementmethodandstartingfromtheviewpointofengineeringapplication.Thepracticalsimplifiedcalculationmethodsuitableforthesoil—structuredynamicinteractionanal

5、ysisoflong—spanspatialstructureswasproposed.Then,themodelofsoil-gridstructureinteractionwasestablishedaccordingtothemodifiedS-Rmodel,andthethree.dimensionalfiniteelementmodelverifiedwasalsoestablishedforacomparativeanalysis.Thestudyshowedthatthenaturalvibrationpropertiesandseismi

6、cresponseofthesoil一dstructureinteractionmodelbasedonthemodifiedS—Rmodelrevealsameregularitiesandagreewellwiththoseofthe3一DFEmodel,therationalityofthemodifiedS—Rmodelisverified;thenodalmaximumdisplacementerrorandpeakaccelerationerrorofthesoil—gridstructureinteractionsystemestablis

7、hedwiththefoundationdynamicimpedancecalculationformulasproposedbyGazetasarelessthan8.O%.andthemaximumstresserrorofmembersislessthan10%comparedwiththoseobtainedwiththe3-DFEmodelunderdifferentseismicwaves;thusthefoundationdynamicimpedancecalculationformulasproposedbyGazetasaremores

8、uitablefortheanalysisofsoil—largespanspa

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