考虑土-基础-结构相互作用的网格结构动力性能分析

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空间网格结构传统抗震设计方法均基于刚性地基假设,未考虑土-地基-结构相互作用的影响。然而,在实际工程中,上部结构、基础和土作为一个整体共同抵抗外部荷载作用,因此现有分析方法与结构实际受力状态存在一定差异。为考察上述差异,论文选取了网格结构中的典型网架与网壳进行系统分析,综合研究了相互作用对空间网格结构地震响应的影响。   首先,利用George Gazetas等提出的公式,将地基土对结构的静、动力作用简化为弹簧-阻尼体系,建立了网格结构共同工作的理论模型。模型在数值解的基础上,综合考虑了基础接触应力分布、基础形式、基础埋置深度、激励频率和地基性质等因素影响。然后,基于现有的有限元软件建立整体三维有限元模型进行数值模拟和参数分析,深入研究了地基土层性质和结构刚度等对共同工作下网格结构自振特性和地震响应的影响,并将上述结果与刚性地基结构模型进行对比分析,考察两者之间的差异,总结相互作用对空间网格结构动力的影响规律。   结果表明,土-地基-结构相互作用使得网格结构自振频率下降,杆件内力地震响应和节点加速度响应变化显著,且结构刚度越大,地基土刚度越小,相互作用影响越大。
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