地震作用下水-轴对称柱体相互作用的子结构分析方法

• 作者: 王晓静 赵密 王丕光 杜修力 程星磊
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 地震 轴对称柱体 水-轴对称结构相互作用 有限元 比例边界有限元
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 27-35
• 页数: 9页
• 分类号: TU311.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.01.0037

摘要

针对水-轴对称柱体动力相互作用问题,提出了一种地震作用下水-结构相互作用的时域子结构分析方法.基于三维不可压缩水体的波动方程和边界条件,利用分离变量法将其转换为环向解析、竖向和径向数值的二维模型;基于比例边界有限元推导了截断边界处无限域水体的动力刚度方程,并将水体内域有限元方程和人工边界处的动水压力进行耦合,从而得到结构表面的动水压力方程;将轴对称柱体结构的有限元方程与动水压力方程耦合,从而得到水-轴对称柱体结构系统的时域有限元方程;数值算例验证该文提出的水-轴对称动力相互作用的子结构方法,结果表明:该文方法具有很高的精度和计算效率.通过对水中轴对称结构地震响应和自振频率的分析表明:地震动水压力对结构自振频率和动力响应的影响随水深的增加而增大.