地基——結(jié)構(gòu)相互作用的原理.doc

地基——結(jié)構(gòu)相互作用的原理 ，地基——結(jié)構(gòu)相互作用的原理。
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結(jié)構(gòu)與地基動(dòng)力相互作用問題近幾十年來在工程中引起相當(dāng)大的關(guān) 注。
隨著建設(shè)工程安全性要求的不斷提高和抗震防災(zāi)工程的迫切需要，結(jié) 構(gòu)與地基相互作用問題已成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)課題之一。

1．1前言 結(jié)構(gòu)與地基動(dòng)力相互作用的問題近幾十年來在工程中引起相當(dāng)大的關(guān)注。
結(jié)構(gòu)與地 基動(dòng)力相互作用是土動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、固體力學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)等多學(xué)科相互交叉和滲 透的學(xué)科，主要研究結(jié)構(gòu)與地基相互作用的力學(xué)機(jī)理、計(jì)算分析方法、耦合效應(yīng)等等， 為結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、地下工程等領(lǐng)域的動(dòng)力分析提供理論基礎(chǔ)和分析方法11J。
隨著 建設(shè)工程安全性要求的不斷提高和抗震防災(zāi)工程的迫切需要，結(jié)構(gòu)與地基相互作用問題 己成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)課題之一。
結(jié)構(gòu)與地基共同作用的設(shè)計(jì)理念得到了學(xué)術(shù)界和工程界的極大重視，其計(jì)算理論也 得到了長足的進(jìn)步，尤其是在數(shù)值分析理論方面得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了有限元、有 限元／邊界元、有限元／無限元等組合分析方法以及隨機(jī)共同工作分析方法等，極大的完 善了共同作用的抗震計(jì)算理論【2】。
有限元分析結(jié)構(gòu)與地基相互作用的地震反應(yīng)已得到了廣泛的應(yīng)用，有限元能有效地 模擬結(jié)構(gòu)與地基介質(zhì)的幾何性質(zhì)與力學(xué)性質(zhì)，并能直觀地得到地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)由于地基 的作用而發(fā)生的反應(yīng)。
然而，有限元模型難以反映無限域介質(zhì)的輻射影響效應(yīng)，只能引 入虛擬的人工邊界來模擬地基遠(yuǎn)場的影響，即在用有限元網(wǎng)格離散實(shí)際的半無限地基 時(shí)，為了使地基對結(jié)構(gòu)的作用能反映出來，常常將網(wǎng)格區(qū)域延伸足夠遠(yuǎn)，以保證輻射能 量基本被吸收，避免結(jié)構(gòu)的地震波在邊界上引起反射，但這樣做將引起計(jì)算工作量的增 大，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致極大的誤差。
由于地震波的反射和散射效應(yīng)，有限地基模型的應(yīng)用受 到了極大的限制。
結(jié)構(gòu)與地基相互作用的問題實(shí)際上是結(jié)構(gòu)與無限域的問題。
無限元是 二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種解決無限域地基問題的數(shù)值方法。
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)或水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，常把結(jié)構(gòu)和地基作為兩個(gè)獨(dú)立系 統(tǒng)