結構-地基土非線性相互作用的混合動態子結構法研究

《結構-地基土非線性相互作用的混合動態子結構法研究》是依託天津大學，由姜忻良擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：結構-地基土非線性相互作用的混合動態子結構法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：姜忻良
• 依託單位：天津大學

項目摘要

本項目主要是關於結構-地基土非線性相互作用動力分析中混契約束模態綜合方法的研究。結構-地基土相互作用地震反應分析時並非體系中全部構件或地基土所有區域均進入彈塑性（非線性）狀態這一特點，將目前僅適用於線性分析的動態子結構方法擴展到能解決局部非線性區域在內的動態子結構方法。以典型的結構-地基土相互作用為依託，在傳統動態子結構方法的基礎上，考慮體系的非線性因素，將體系的非線性區域與線性區域分別劃分為子結構，僅對線性子結構實施縮減，形成考慮局部非線性因素在內的適合於結構-地基土非線性分析的混契約束模態方法，以擴展傳統動態子結構的適用範圍，為求解結構-地基土相互作用與大型複雜結構非線性動力問題開闢新的方法。進而將分枝模態法與混契約束模態法結合形成新的耦合方法，以便得到結構基礎與地基土交界面上的耦合項，與外激地震波一起形成新的地震波，為工程實際方便求解結構-地基土相互作用體系提供技術支撐。

結題摘要

本項目主要是關於結構-地基土非線性相互作用動力分析中混契約束模態綜合方法的研究。根據結構-地基土相互作用地震反應分析時，並非體系中全部構件或地基土所有區域均進入彈塑性（非線性）狀態這一特點，將目前僅適用於線性分析的動態子結構方法擴展到能解決局部非線性區域在內的動態子結構方法。 以典型的結構-地基土相互作用為依託，在傳統動態子結構方法的基礎上，將體系中不易進入非線性階段的部件劃分為線性子結構，而將進入塑性變形階段的局部部件獨立劃分為非線性子結構，通過坐標變換來縮減線性子結構的自由度，最終與物理坐標下的非線性子結構進行綜合求解。在此基礎上，對該方法的具體實施方面進行了研究，充分利用現有商業軟體的優勢，將該方法的實施與ANSYS軟體相結合，對實施過程中諸如結構受力全過程中剛度矩陣的提取方法，彈塑性模型中等效彈性模量的計算，一致粘彈性邊界問題以及非線性的接觸問題等進行了深入的分析與研究，使其能解決大型複雜的結構-地基土相互作用地震反應分析問題。通過二維與三維問題的分析研究表明，線性-非線性混契約束模態綜合法非常有效，並且計算結果具有較高的精度。 本項目擴展了傳統動態子結構的適用範圍，為求解結構-地基土相互作用與大型複雜結構非線性動力問題開闢了新的方法。