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1、18卷5期自然災(zāi)害學(xué)報(bào)Vol.18No.52009年10月JOURNALOFNATURALDISASTERSOct.2009文章編號(hào):1004-4574(2009)05-0088-06土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用幾種計(jì)算模型的比較11,21宋貞霞,丁海平,胡穎平(1.江蘇省結(jié)構(gòu)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(蘇州科技學(xué)院),江蘇蘇州215011;2.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所,黑龍江哈爾濱150080)摘要:針對(duì)目前在土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析中基礎(chǔ)常采用實(shí)體單元、結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?建模過程中經(jīng)常遇到的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)不同單元的連接問題,通過在基礎(chǔ)表面添加剛臂連接單元的方法來(lái)模擬基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的連接,并分析對(duì)
2、比了實(shí)體單元、實(shí)體單元-剛臂-梁?jiǎn)卧?shí)體單元-梁?jiǎn)卧?種模型在考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)的動(dòng)力反應(yīng),計(jì)算結(jié)果顯示:采用剛臂連接單元方法的計(jì)算結(jié)果精度與實(shí)體單元的相同,但計(jì)算效率高。關(guān)鍵詞:土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用;剛性連接;動(dòng)力分析;單元連接中圖分類號(hào):TU43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AComparisonofseveralsimulatingmodelsfordynamicsoil2structureinteraction11,21SONGZhen2xia,DINGHai2ping,HUYing2ping(1.JiangsuKeyLaboratoryofStructuralEngine
3、ering,SuzhouUniversityofScienceandTechnology,Suzhou215011,China;2.InstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministration,Harbin150080,China)Abstract:Atpresent,inthedynamicsoil2structureinteractionanalysisthebaseismodeledbysolidelementandthesuperstructurebybeam,theproblemofconnecti
4、onbetweendifferentelementsoccurs.Tosolvingtheconnectionmethodofdifferentelements,rigidarmbeamsareaddedbetweentheupperbeamelementsandlowersolidele2ments.Variousmodelsareestablishedandthedifferentresultsareanalyzed.Somesignificativeconclusionsaredrawnout:thecalculationresultsofthemodelwith
5、rigidarmbeamelementsissimilartothemodelofsolidele2ments,butmoreefficientincalculation.Keywords:soil2structureinteraction;rigidconnection;dynamicanalysis;elementconnection對(duì)于土-結(jié)構(gòu)相互作用的數(shù)值分析,選取合理的計(jì)算模型是決定計(jì)算準(zhǔn)確的一個(gè)關(guān)鍵因素,如何建模能夠迅速精確的求解是目前亟需解決的問題。對(duì)需要大量重復(fù)計(jì)算尋求規(guī)律的思路分析型的研究來(lái)說,即使選取合理的二維計(jì)算模型,往往也要花費(fèi)過多的計(jì)算機(jī)時(shí)?？?/p>
6、慮土-結(jié)構(gòu)相互作用的計(jì)算模型有很多[1-2]種,這些建模方法廣泛應(yīng)用于目前的商業(yè)有限元程序之中。ANSYS是大型通用有限元計(jì)算軟件,有多種[3,7]單元模型,在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,也應(yīng)用于土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的分析。利用ANSYS進(jìn)行土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析,可采用梁?jiǎn)卧M梁,實(shí)體單元模擬土和基礎(chǔ),也可用實(shí)體單元來(lái)模擬梁以提高計(jì)算精度并獲得更加豐富的內(nèi)容,但全部采用實(shí)體單元?jiǎng)t計(jì)算效率較低。因此,我們經(jīng)常分別采用梁?jiǎn)卧蛯?shí)體單元[4]來(lái)模擬梁和土體,然而梁?jiǎn)卧蛯?shí)體單元如果連接不好會(huì)使計(jì)算結(jié)果有所差別。本文采用ANSYS軟件建立考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的二維模型,分別對(duì)實(shí)
7、體單元(全部采用實(shí)體單元,其中土體為Plane42,上部結(jié)構(gòu)取一榀框架,采用Shell63)、實(shí)體單元-剛臂-梁?jiǎn)卧?如圖2上部結(jié)構(gòu)采用梁柱單元,下部土體采用實(shí)收稿日期:2009-02-16;修訂日期:2009-08-21基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2006BAC13B02);江蘇省結(jié)構(gòu)工程重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介:宋貞霞(1979-),男,助理工程師,博士研究生,主要從事地震工程領(lǐng)域研究.E2mail:zx_song@163.com?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHou
