论文题目: 地基—基础—贮仓结构相互作用系统动力特性及减震控制研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 王赞芝
导师: 黄义
关键词: 土结构相互作用,随机振动,隔震
文献来源: 西安建筑科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文建立了地基—贮仓结构动力相互作用系统的半解析方法分析模式,在此基础上,研究了该系统的确定性振动和随机振动规律,并对贮仓结构的减震控制进行了系统的研究。 在建立地基—贮仓结构动力相互作用系统的半解析模式时,考虑了结构与基础、基础与地基、贮仓与贮料这四位一体的相互作用。所考虑的地基模型能够计及从地基与结构的交界面直至无限远处土介质的性质,避免了有限元方法选取人工边界参数的困难;对贮仓中的散料采用黏性流体来模拟,可以考虑散体内部各部分的相互运动,散体与仓壁壁面的相互运动,及散体表面的起伏,并能考虑散体内摩擦的影响。 然后,基于所建立的分析模型,在频域和时域内,分别对地基—贮仓结构相互作用系统的确定性振动和随机振动进行了系统的研究。在确定性振动分析中,在频域内,首先由地震动加速度计算得到系统的广义结面荷载列阵,将其进行Fourier变换得到频域解,再由系统的频率响应矩阵计算得到系统的广义结面位移未知量的频域值,将系统的广义结面位移未知量的频域值进行Fourier逆变换就得到它们的时域值,在时域内,由先计算得到的广义结面荷载矢量通过系统的脉冲响应矩阵得到广义结面位移未知量的解。在求出系统的广义结面位移未知量后,根据弹性力学的原理,进一步求出系统的位移场、应变场、应力场。在随机振动分析中,得到了在地震动随机作用下,系统在频域内的广义结面荷载的功率谱密度函数矩阵,广义结面位移未知量的功率谱密度函数矩阵,系统的位移场、应变场、应力场的功率谱密度矩阵;以及系统在时域内的广义结面荷载的相关函数矩阵,广义结面位移未知量的相关函数矩阵,系统的位移场、应变场、应力场的相关函数矩阵。 最后,对贮仓进行了隔震设计与分析。采用隔震层将贮仓结构与地基分隔开来,对隔震层进行了设计,建立了隔震层的半解析单元。所建立的隔震层单元将隔震层
论文目录:
1 概述
1.1 土─结构动力相互作用的研究概况
1.1.1 土─结构动力相互作用的研究背景
1.1.2 土─结构相互作用研究的常规方法
1.1.3 土─结构相互作用系统的实体测试和室内试验
1.2 随机振动研究概况
1.2.1 物理现象量化分析的基本任务
1.2.2 物理数据的分类与性质
1.2.3 随机过程
1.3 减震控制研究概况
1.3.1 隔震技术
1.3.2 消能减震技术
1.3.3 被动控制技术
1.3.4 主动控制技术
1.3.5 混合控制技术
1.4 本文工作
2 地基─贮仓结构动力相互作用系统的计算模式
2.1 地基─贮仓结构的计算模式
2.2 地基─贮仓结构动力相互作用分析中半解析单元介绍
2.2.1 壳环单元
2.2.2 锥壳单元
2.2.3 内散体壳环单元
2.2.4 内散体锥壳单元
2.2.5 弹性土体的层单元
2.2.6 外包弹性土层的壳环单元
2.2.7 外包弹性土层的盘单元
2.2.8 饱和土体的层单元
2.2.9 总体运动方程的结合
3 地基─贮仓结构相互作用系统确定性振动分析
3.1 地基─贮仓结构相互作用系统的自振特性
3.2 地基─贮仓结构相互作用系统动力响应的频域分析
3.2.1 系统动态特性的频域表示与计算
3.2.2 系统响应的计算
3.3 地基─贮仓结构相互作用系统动力响应的时域分析
3.3.1 系统动态特性的时域表示与计算
3.3.2 系统响应的计算
3.4 本章小结
4 地基─贮仓结构相互作用系统随机振动分析
4.1 地震地面运动的随机模型
4.1.1 地震动的一维随机模型
4.1.2 地震动的三维随机模型
4.1.3 地震动的随机场模型
4.1.4 地震动数据的统计特性计算
4.2 地基─贮仓结构相互作用系统动力响应的频域分析
4.2.1 单自由度系统对随机激励的响应
4.2.2 多自由度系统对随机激励的响应
4.2.3 地基─贮仓结构相互作用系统的随机振动响应分析
4.3 地基─贮仓结构相互作用系统动力响应的时域分析
4.3.1 单自由度系统对随机激励的响应
4.3.2 多自由度系统对随机激励的响应
4.3.3 实际地基─贮仓结构相互作用系统对随机激励的响应
4.4 地基─贮仓结构相互作用系统的时程分析
4.4.1 将地震波记录加速度数据整理成时程曲线
4.4.2 地基─贮仓结构相互作用系统的时程分析
4.5 本章小结
5 贮仓结构减震研究
5.1 结构隔震体系的基本特征和减震机理
5.2 地基─贮仓结构相互作用系统的减震与控震
5.2.1 隔震器(夹层橡胶垫)
5.2.2 隔震层的构造
5.2.3 基础结构的设计
5.3 隔震贮仓动力响应分析方法
5.3.1 隔震层单元的建立
5.3.2 总体运动方程的建立
5.4 隔震贮仓的动力特性
5.4.1 自振频率
5.4.2 振型参与系数
5.4.3 振型
5.5 隔震贮仓结构在 El Centro波作用下地震反应
5.6 贮仓隔震前后反应比较
5.7 本章小结
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-07-20
参考文献
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