《場地-城市相互作用機理及其對結構地震回響的影響》是依託南京航空航天大學，由陳少林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：場地-城市相互作用機理及其對結構地震回響的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳少林
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
場地-城市相互作用是土-結相互作用的自然延伸，其對地面運動和結構反應都會產生較大影響。目前的研究主要考察城市建築群對地面運動的影響，並作為墨西哥地震中異常地震記錄特徵（高放大係數、長持時、拍振、強空間差異性等）的另一解釋，但其簡化建模及分析不能滿足結構抗震設計的需要。本項目擬通過理論分析、數值模擬，結合地震觀測資料，發展一種考慮三維場地-城市相互作用影響的結構地震回響分析方法，為城市建築結構的抗震設計提供理論依據。主要內容包括：（1）場地-城市相互作用分析中，結構簡化建模的合理方法和論證。（2）發展一種三維場地-城市相互作用的高效分析方法，研究場地-城市相互作用機理和影響規律，並為結構詳細建模分析提供有效輸入。（3）提供一種考慮場地-城市相互作用的簡便實用方法，便於工程套用。本項目的研究將為城市建築的抗震設計和防災規劃提供理論依據。
結題摘要
場地-城市相互作用是土結相互作用的一個自然延伸，其對地面運動和結構反應都會產生較大影響。目前的研究主要考察城市建築群對地面運動的影響，並作為墨西哥地震中異常地震記錄特徵（放大係數、長持時、拍振等）的另一解釋，其簡化建模及分析都不能滿足結構抗震設計的需要。本項目擬通過理論分析、數值模擬，結合地震觀測資料，發展一種考慮三維場地-城市相互作用影響的結構地震回響分析方法，為城市建築結構的抗震設計提供理論依據。主要工作如下：（1）發展了一種高效的結構-土-結構相互作用分析方法，通過大量模型的計算分析，討論了入射波類型（SH波、P波、SV波）、入射角度、結構排列方式、基礎間距、結構相對大小對結構-土-結構相互作用的影響。（2）提出了一種場地-建築群相互作用的高效並行分析方法。採用MPI通信協定, 提出了土-結構系統中土體區域的並行計算方法，以及土體區域與結構間的異步並行計算方法，並通過自編的Fortran源程式實現了地震作用下土-結相互作用分析的並行計算。以某一核電結構模型為例，驗證了本文並行算法的可行性和高效性,可以用於場地-城市相互作用問題分析。（3）通過理論分析，確定了影響土結相互作用的六個無量綱參數，分別為無量綱頻率、結構與土體的相對剛度比、結構與基礎的質量比、土體與結構的質量比、基礎寬度與結構高度比、基礎埋深與基礎寬度比。並通過大量模型的數值計算，對這些參數的影響規律進行了研究。（4）實現了樁基礎的動力剛度分析，並與Kynia的解析解進行對比，驗證分析方法的有效性。實現了樁-土-結構相互作用分析以及樁基礎情形下的結構-土-結構相互作用分析，並對影響相互作用的參數進行了研究。（5）實現了飽和土-基礎-結構動力相互作用分析。驗證乾土是飽和土的特殊情形，將乾土統一到飽和土的計算框架中，進一步實現乾土與飽和土混合情形時的土-結構動力相互作用分析，使得問題的模擬更貼近實際工程。
