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域介质的材料常数和边界尺寸的函数从式1可看出边界结点某方向某时刻的应力仅与该结点该方向该时刻的反应有关因此粘弹性边界条件是时空解耦的Deeks和Ra
dolph给出了二维问题的剪切边界62其中为介质密度为介质剪切模量为介质剪切波速为人工边界点为人工边界结点在时
f刻的切向应力为人工边界结点在时刻的切向位移令3则和分别为施加于人工边界切线方向上的粘性阻尼器和线性弹簧如果粘性阻尼器和线性弹簧施加于人工边界法线方向上则只需将式3中的和用和替换即可和分别为弹性模量和压缩波速本文采用施加于人工边界法线方向上的粘性阻尼器和线性弹簧2计算模型选取位于Ⅱ类场地的某工程实例进行计算分析为了计算的需要使桥墩高度从5m到50m变化7桩基础抗震设防烈度为9度桥墩立面布置见图1土层参数见表1图1桥墩立面布置单位m表1土层参数土层序号123456355459606060层厚m028028027026026026172035泊松比弹性模量kPa2121212121212002803604004404802123密度tm376010641347147516221770118431844剪切波速ms1弹簧刚度kNm3粘性阻尼kNsm3215000421478691286846720102453112192760262150421568178350
1010410914500
计算基底混凝土
1323000
31000000
考虑土结构相互作用模型按平面应力问题进行分析取计算土体为1000m×500m宽×高在ANSYS里桥墩地基采用PLANE82单元进行模拟计算墩顶集中质量用MASS21单元来模拟粘弹性边界用COMBIN14单元进行模拟桥墩、承台和桩基础的厚度均按实际厚度取土体取500m厚计算ANSYS模型如图2所示施加于人工边界法线方向上的粘性阻尼器和线性弹簧的值可由COMBIN14单元的两个实常数控制输入由于COMBIN14单元利用的是集中阻尼和集中弹簧的概念因此每个单元的阻尼系数和刚度系数要乘以该单元所在结点的支配面积具体计算利用前面人工边界里的公式图2土结构相互作用计算模型规范模型5在《铁路工程抗震设计规范》无论是87年规范还是现行规范中规定简支梁桥墩抗震分析一般可采用单墩力学模型进行简化计算即将桥墩视为悬臂结构上部结构重量集中于墩顶以施加于基础或承台底面的平动弹簧和转动弹簧来反映地基变形的影响其中桩基础承台底面的地基柔度系数按《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB100025的规定计算即采用“m”法计算在ANSYS里采用BEAM3单元模拟桥墩MASS21单元来模拟墩顶集中质量COMBIN14单元模拟承台底平动和转动弹簧ANSYS模型如图3所示
f图3规范计算模型3自振特性分r
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