土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的半解析方法

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 工程背景與研究意義 1
1.2 土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的研究方法概述 2
1.3 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的振動(dòng)阻抗研究 4
1.3.1 塊式基礎(chǔ) 4
1.3.2 樁基礎(chǔ) 8
1.4 上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)研究 10
1.5 本書的主要內(nèi)容 12
參考文獻(xiàn) 14
第2章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 19
2.1 振動(dòng)的基本概念 19
2.1.1 振動(dòng)的分類 19
2.1.2 振動(dòng)分析的方法 21
2.2 離散系統(tǒng)的振動(dòng) 22
2.2.1 單自由度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程 22
2.2.2 多自由度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程 23
2.2.3 動(dòng)力時(shí)程分析數(shù)值方法 25
2.3 連續(xù)變形體的振動(dòng) 26
2.3.1 連續(xù)變形體的描述及變量定義 26
2.3.2 彈性體的波動(dòng)方程 29
2.3.3 伯努利-歐拉梁的橫向振動(dòng)方程 30
2.3.4 鐵摩辛柯梁的振動(dòng)方程 32
參考文獻(xiàn) 34
第3章 任意多個(gè)明置條形基礎(chǔ)的垂直振動(dòng)阻抗研究 35
3.1 理論推導(dǎo) 35
3.1.1 模型介紹 35
3.1.2 彈性半空間垂直荷載的格林函數(shù) 37
3.1.3 任意多個(gè)淺基礎(chǔ)豎向振動(dòng)阻抗 40
3.2 方法驗(yàn)證 44
3.2.1 收斂性 44
3.2.2 算例驗(yàn)證 45
3.3 參數(shù)分析 46
3.3.1 基礎(chǔ)應(yīng)力分布 46
3.3.2 距寬比對相鄰基礎(chǔ)振動(dòng)阻抗的影響 48
3.3.3 三個(gè)明置基礎(chǔ)的振動(dòng)阻抗 49
3.4 本章小結(jié) 50
參考文獻(xiàn) 50
第4章 任意多個(gè)明置條形基礎(chǔ)的水平-搖擺耦合振動(dòng)阻抗研究 52
4.1 理論推導(dǎo) 52
4.1.1 模型介紹 52
4.1.2 彈性半空間垂直荷載的格林函數(shù) 54
4.1.3 任意多個(gè)淺基礎(chǔ)豎向振動(dòng)阻抗 55
4.2 方法驗(yàn)證 60
4.2.1 收斂性 60
4.2.2 算例驗(yàn)證 60
4.3 參數(shù)分析 63
4.3.1 基礎(chǔ)應(yīng)力分布 63
4.3.2 距寬比對相鄰基礎(chǔ)振動(dòng)阻抗的影響 65
4.3.3 三個(gè)明置基礎(chǔ)的振動(dòng)阻抗 66
4.4 本章小結(jié) 67
參考文獻(xiàn) 68
第5章 基于錐體模型的明置塊體基礎(chǔ)阻抗簡化分析 69
5.1 靜力條件下的錐體模型參數(shù) 69
5.1.1 明置基礎(chǔ)錐體模型的平動(dòng)靜剛度 70
5.1.2 明置基礎(chǔ)錐體模型的轉(zhuǎn)動(dòng)靜剛度 71
5.1.3 靜力條件下錐體模型的縱橫比 72
5.2 基于錐體模型的明置基礎(chǔ)阻抗函數(shù) 73
5.2.1 平動(dòng)錐體的阻抗函數(shù) 73
5.2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)錐體的阻抗函數(shù) 75
5.2.3 基于錐體模型的明置基礎(chǔ)阻抗函數(shù)簡化公式 77
5.3 算例分析 78
5.3.1 驗(yàn)證算例 78
5.3.2 參數(shù)分析 80
5.4 本章小結(jié) 81
參考文獻(xiàn) 82
第6章 考慮雙剪切效應(yīng)的成層土與單樁動(dòng)力相互作用模型 83
6.1 模型介紹及基本假定 83
6.2 單樁水平振動(dòng)解析解 84
6.2.1 振動(dòng)控制方程及傳遞矩陣 84
6.2.2 樁底邊界條件及阻抗 88
6.2.3 樁身內(nèi)力 89
6.3 與現(xiàn)存模型的比較 89
6.3.1 對比算例 89
6.3.2 樁基礎(chǔ)模型驗(yàn)證 90
6.3.3 地基模型驗(yàn)證 91
6.4 參數(shù)分析 92
6.4.1 樁身長徑比對振動(dòng)阻抗的影響 92
6.4.2 邊界條件對振動(dòng)阻抗的影響 93
6.4.3 土體剪切對振動(dòng)阻抗的影響 94
6.4.4 土體成層性對振動(dòng)阻抗的影響 95
6.4.5 無量綱頻率對樁身內(nèi)力的影響 96
6.5 本章小結(jié) 97
參考文獻(xiàn) 98
第7章 基于雙剪切模型的成層土與群樁水平振動(dòng) 99
7.1 模型介紹及基本假定 99
7.2 樁-土-樁動(dòng)力相互作用因子 100
7.2.1 理論推導(dǎo) 100
7.2.2 算例驗(yàn)證 107
7.2.3 參數(shù)分析 108
7.3 群樁振動(dòng)及樁身內(nèi)力 114
7.3.1 理論推導(dǎo) 114
7.3.2 算例驗(yàn)證 116
7.3.3 參數(shù)分析 117
7.4 本章小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 121
第8章 基于切比雪夫復(fù)多項(xiàng)式的遞歸集總參數(shù)模型 122
8.1 切比雪夫多項(xiàng)式的定義 122
8.2 切比雪夫遞歸集總參數(shù)模型 123
8.2.1 基礎(chǔ)的動(dòng)力柔度函數(shù) 123
8.2.2 切比雪夫復(fù)多項(xiàng)式分式的擬合 124
8.2.3 模型參數(shù)的確定 125
8.3 與現(xiàn)存模型的比較 127
8.4 模型的應(yīng)用 129
8.4.1 不規(guī)則形狀的淺基礎(chǔ) 129
8.4.2 群樁基礎(chǔ) 132
8.4.3 相鄰基礎(chǔ) 136
8.5 本章小結(jié) 137
參考文獻(xiàn) 138
第9章 基于子結(jié)構(gòu)法的土與建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用時(shí)域分析 139
9.1 理論推導(dǎo) 139
9.2 算例驗(yàn)證 142
9.3 群樁基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)影響分析 144
9.3.1 地震作用下土與群樁基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算參數(shù) 144
9.3.2 土-群樁基礎(chǔ)動(dòng)力相互作用模擬 146
9.3.3 考慮土與群樁基礎(chǔ)動(dòng)力相互作用的建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析 147
9.4 本章小結(jié) 149
參考文獻(xiàn) 149
第10章 基于子結(jié)構(gòu)法的土與帶隔板矩形渡槽結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用時(shí)域分析 150
10.1 理論推導(dǎo) 150
10.1.1 模型介紹 150
10.1.2 水平晃動(dòng)響應(yīng) 151
10.2 土/基礎(chǔ)-渡槽-流體耦合模型 157
10.3 模型驗(yàn)證 159
10.3.1 土-基礎(chǔ)集總參數(shù)模型 159
10.3.2 流體晃動(dòng)等效力學(xué)模型 161
10.3.3 土/基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)-流體耦合模型 162
10.4 參數(shù)分析 164
10.4.1 土體對體系自振頻率的影響 165
10.4.2 隔板對體系自振頻率的影響 166
10.4.3 隔板對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響 168
10.4.4 土體對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響 170
10.5 本章小結(jié) 171
參考文獻(xiàn) 172
第11章 基于子結(jié)構(gòu)法的土與圓柱形儲(chǔ)液罐結(jié)構(gòu)相互作用的時(shí)域分析 173
11.1 理論推導(dǎo) 173
11.1.1 模型介紹 173
11.1.2 動(dòng)力響應(yīng) 174
11.1.3 兩質(zhì)點(diǎn)模型 178
11.1.4 三質(zhì)點(diǎn)模型 179
11.2 土/基礎(chǔ)-儲(chǔ)罐-流體耦合模型 180
11.3 模型驗(yàn)證 184
11.3.1 集總參數(shù)模型驗(yàn)證 184
11.3.2 土/基礎(chǔ)-儲(chǔ)罐-流體耦合體系模型驗(yàn)證 185
11.4 數(shù)值分析 188
11.4.1 自振特性分析 188
11.4.2 地震響應(yīng)分析 190
11.5 本章小結(jié) 195
參考文獻(xiàn) 195