论文部分内容阅读
随着我国土木工程的不断发展和科技的不断进步,有限元软件得到了越来越广泛地应用。运用有限元软件分析能够得出满足工程精度的近似结果并替代对实际结构的分析,可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。特别是地震作为一种不可避免的自然现象,近几年给人们的生命财产造成了极大的伤害,而运用有限元软件可以分析地震作用下建筑物复杂的受力情况,起到防震减灾的作用。目前,国内已经有很多关于运用有限元软件分析地震作用下单栋建筑或两栋建筑之间相互影响的研究,但是对于一个区域内地震作用下多栋建筑之间相互影响的研究则很少。本文以研究一个区域内多栋建筑在地震作用下的相互影响为目的,采用通用有限元软件ABAQUS进行大区域三维水平成层地下介质的有限元网格划分研究。在保证计算精度的前提下使有限元计算占用的资源和时间较少,即获得效率最佳的方案。主要完成了以下工作:(1)通过对大量相关文献的概括总结,分析了目前国内外开展水平成层场地地震反应有限元分析研究的局限性及存在的问题。并且,对水平成层场地地震反应研究方法进行了归纳,提出了针对地震作用下水平成层场地所采用的分析方法以及基本框架思路。(2)研究了地震作用下水平成层场地的数值计算方法和ABAQUS有限元软件程序中土体单元的本构模型,并就水平成层土体的分层方法问题进行研究,对ABAQUS土体有限元建模进行验证。根据不同大小比例和类型的有限元网格划分,对模型在静力计算中获得精确值的效率问题进行了探讨。从而得出不同层土体之间接触处理的合理方法,为进一步的计算分析做准备。(3)在结合文献中基于ABAQUS有限元分析平台中的一维、二维土体的无限元使用方法基础上,将其拓展到三维无限元,来模拟土体的半无限边界条件。探索了三维水平成层地下介质的地震反应仿真方法,并与有限元固定边界条件进行对比,以及模型不同的网格划分方法的对比,确定精度和效率的关系。进而同已有场地地震波反应的放大系数作了对比,说明本文在ABAQUS软件中实现的三维土体动力反应分析方法具有可行性、合理性。(4)采用不同的地震强度,不同的地震波输入深度,来研究模型的动力反应,对规律性结果进行了归纳总结,并与已有研究学者得出的结论进行对比分析,证明本文模型的适用性。对比分析的内容包括地表和地下观测点的地震反应加速度幅值、加速度时程曲线、放大系数等。