地震反应分析中的动力人工边界

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1、_现代建设IModernConstructi0n地震反应分析中的动力人工边界韦文明刘和平(广西北投建设投资有限公司，广西东兴538100)摘要：本文从基本的波动理论出发，综合论述了在地震荷载作用下的各种局部人工边界处理方法和特点，同时论述了人工边界在现今流行的各大型商用软件的实现及其可行性。并运用商用软件的二次开发功能对几种常用人工边界进行了验证分析。对实际工程以及工程设计有很强的参考价值。关键词：地震荷载；人工边界；二次开发中图分类号：TU431文献标识码：A文章编号：1671—8089(2011】11—0026—04Thedynamicarti

2、ficialboundaryforseismicresponseanalysisWeiWen·mingLiuHe-ping(GUANGXIBEITOUCONSTRUCT10NINVESMENTCO．LTD538100．China)Abstract：Withthebasictheoryofthewave，thepaperdiscussthetreatmentandcharacteristicsofthevarietyoflocalartificialboundaryatseismicloads．Andalsodiscusstherealization

3、andfeasibilityinthelargecommercialsoftwarewhicharepopularintoday．Withthefunctionsofthesecondarydevelopmentofcommercialsoftware．thepapercarriedoutseveralartificialboundaryandverifiedprecisionandstabilizationoftheartificialboundary．Ithasas~ongreferencevaluefortheactualproject．Ke

4、ywords：seismicloads：artificialboundary；secondarydevelopmentO引言某一时刻的运动仅与其邻近节点在邻近时刻的运动有关，而从地震分布特征看，我国位于世界两大地震带，环太平与所有其他节点和其他时刻无关。所以本文主要讨论局部人洋地震带和欧亚大陆地震带之间，区域地震十分活跃和频工边界的发展情况，文献。卜。曾对几种常用的人工边界进行繁，特别是西部省份。因此，地震动荷载作用下这一地区结比较分析，随着研究的不断深入，在这方面有了更深入的研构物的动力响应及工程安全是当前工程建设必须面对的问究，因此有必要对其进

5、行总结分析，揭示他们之间的联系。题，直接关系到工程本身的安全。开展动荷载作用下结构物的力学响应及工程安全研究，对于减小地震荷载诱发的灾1局部人工边界害，确保工程安全，保障国家重大基础设施建设，促进国家局部人工边界由于其计算效率高以及实用的特点，在地西部大开发战略的实施具有极其重要的意义。但对于这些大震反应分析中受到研究者的关注。其主要思想是从物理波动型结构无论是从物理实验还是从理论论证，其代价和复杂程方程出发进行分析研究，下面就几种常用的局部人工边界进度是我们难以想象的，而数值模拟能很好地解决这个问题。行分析。数值模拟中当结构物与基础受到地震激励时

6、，地震波能量在1．1粘性边界地基截断边界上会发生反射，从而引起波动振荡，导致模拟粘性边界也称阻尼器边界，是最早的人工局部边界，由结果失真。对于早期的刚性地基假设不尽合理，因此无限地Lysmer等人于1969年提出。其主要思想是利用粘性阻尼器罐能量辐射效应的影响应予以重视。耗能的原理，在有限元模型的假想边界处设置阻尼器，利用许多学者为此做了大量的研究，并引进了人工边界以解其产生的与运动速度成正比的粘性阻尼力吸收逸散的能量。决在截取边界上波的反射问题。人工边界可广义地分为全局下面以二维出平面弹性波为例，其弹性波动方程为：人工边界和局部人工边界。全局人工

7、边界要求满足无限域内+’O：(1)yCOt⋯的所有场方程和物理边界条件，是对无限介质的精确模拟。其中C为剪切波速，G为剪切模量，p为密度。如边界元法，完美匹配层法、薄层法、无穷元等。全局人工、『P与边界法向成0角的平面波表达式可表示为：边界建立方法是时空耦联，在与有限元结合的频域求解方法时计算量大，不适合于进行大型复杂结构动力反应分析。局部人工边界是在单侧波动的概念上发展起来的，是一种近似[作者简介]韦文明(1979-)，男，工程师，广西北投建设投资有的人工边界方法。其主要特征是时空解耦，即一个边界点在限公司。一26～2011年第1O卷第11期Mo

8、dernConstructionI现代建设_叠加边界的缺点是若考虑左右两个边界，要想消除人工U=f(XCOS0+ysin0