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

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作为实体模型对待，而不是简单地简化为无质量的弹簧和阻尼器，这样做考虑了隔震层的重量和隔震垫的布置特点，能够分析地震作用三个平动分量和三个转动分量，避免传统分析方法中只能考虑单方向平动的缺陷。 本文方法概念清楚，结果可靠，计算工作量较小。 本文还运用半解析方法对地基—贮仓结构相互作用系统在隔震前后对实际地震动的响应进行了时程分析。

目录

文摘

英文文摘

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1概述

2地基—贮仓结构动力相互作用系统的计算模式

3地基—贮仓结构相互作用系统确定性振动分析

4地基—贮仓结构相互作用系统随机振动分析

5贮仓结构减震研究

致 谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文