Частотно-зависимые динамические характеристики грунтового основания

Автор: Щукин Алексей Александрович, Семенов Даниил Аркадьевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 1 (94), 2021 года.

Бесплатный доступ

Объект исследования - динамические характеристики грунтового основания, используемые для расчета конструкций на сейсмические нагрузки. Целью данной работы является сравнительный анализ динамических характеристик для разных типов грунтов. Также оценивается влияние закладывания фундамента. В статье сравниваются нормативный и конечно-элементный методы расчета. Метод. Динамические характеристики определяются из решения задачи о гармонических колебаниях штампа на упругом полупространстве. Модель конечных элементов была проверена с использованием аналитического решения. Для моделирования бесконечной области в ограниченном объеме почвы использовались элементы, поглощающие энергию вибраций (Perfectly Matched Layer). Полученные результаты. Проверка модели конечных элементов показала приемлемую ошибку с аналитическим решением. Решив ряд задач, было установлено, что нормативные формулы расчета динамических характеристик дают правильные значения только для низкочастотных воздействий. Графики сравнения показывают резкое увеличение частотной зависимости характеристик при ухудшении почвенных условий (уменьшается скорость поперечной волны).

Еще

Взаимодействие грунта и конструкции, частотная область, динамический отклик, сейсмостойкость, вибрация фундамента, динамика грунта, идеально согласованные слои

Короткий адрес: https://readera.org/143175784

IDR: 143175784   |   DOI: 10.4123/CUBS.94.6

Список литературы Частотно-зависимые динамические характеристики грунтового основания

  • Guseva, T.V., Krupennikova, I.S., Mokrova, A.N., Perederin, V.P., Rozenberg, N.K. Satellite monitoring and seismic activity of the North-West of Russia. Geophysical Research. 2020. 21(1). Pp. 24-32. DOI: 10.21455/gr2020.1-2.
  • Razumov, V.V., Razumova, N.V., Linkov, A.D., Kondratieva, N.V., Guseynova, N.O., Gadzhibekov, M.I. Earthquake manifestation activity in the border territories of the south of the European part of Russia. South of Russia: Ecology, Development. 2020. 15(2). Pp. 91-102. DOI: 10.18470/1992-1098-2020-2-91-102.
  • Russian Building Code SP 14.13330.2018 Seismic building design code. Moscow, 2018, 122 p. URL: http://docs.cntd.ru/document/550565571 (date of application: 25.11.2018).
  • Construction Design Standards for Nuclear Power Plants with Various Types of Reactors. PiN AE-5.6. The Department of Nuclear Energy, 1987. 24 p. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200062964 (date of application: 01.01.1987).
  • Standard for Designing Earthquake-resistant Nuclear Power Plants. NP-031-01. Atomenergoproekt, Moscow, 2010. 26 p. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200035149 (date of application: 01.01.2002).
  • Seismic Analysis of Safety-Related Nuclear Structures and Commentary. The American Society of Civil Engineers (ASCE), 2017. 204 p. DOI:10.1061/9780784413937
  • EN 1998:1-2004 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings. European Committee for Standartization, 2011. 231 p. URL: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2015/02/en.1998.1.2004.pdf (date of application: 01.12.2004).
  • Gazetas, G. Analysis of Machine Foundation Vibrations: State of The Art. International Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1983. 2(1). Pp. 2-42. DOI: 10.1016/0261-7277(83)90025-6.
  • Sargsyan, A.E. Dynamics and Earthquake Resistance of Nuclear Power Plant Structures. Sarov, 2015. 550 p. URL: https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_RU_NLR_BIBL_A_010397433. 10. Korenev, B.G., Rabinovich, I.M. Dynamic Calculations of Structures for Special Impacts. Moscow, 1981. 215 p. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001054830. 11. Radisic, M., Petronijevic, M., Muller, G. Vibrations of Flexible Strip on Viscoelastic Halfspace. 10th International Conference on Structural Dynamics. 2017. 199(1). Pp. 2420-2425. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.314.
  • Gustavo, A. SHAKE2000. A Computer Program for 1-D Analysis of Geotechnical Earthquake Engineering Problems. University of California, Berkley, 2005. 266 p. URL: http://www.geomotions.com/Download/SHAKE2000Manual.pdf.
  • Kim, J.-M., Lee, E.-H., Lee, D.-E., Lee, C., Yang, S. Influence of radius of central soil column in POINT module of the SASSI program on seismic response of foundation. Journal of Earthquake Engineering. 2018. 22(3). Pp. 520-532. DOI: 10.1080/13632469.2016.1264321.
  • Yang, K.-Y., Song, J.-K., Kim, J.-S. Evaluation of embedment effect in soil-structure interaction analysis considering dynamic characteristics of nuclear power plant structure and soil. Journal of the Korea Concrete Institute. 2019. 31(5). Pp. 437-447. DOI: 10.4334/JKCI.2019.31.5.437.
  • Luco, J.E., Mita, A. Response of a circular foundation on a uniform half-space to elastic waves. Earthquake Enigineering & Structural Dynamics. 1987. 15(1). Pp. 105-118. DOI: 10.1002/eqe.4290150108.
  • Bolisetti, C., Whittaker, A.S., Coleman, J.L. Linear and nonlinear soil-structure interaction analysis of buildings and safety-related nuclear structures. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2018. 107(1). Pp. 218-233. DOI: 10.1016/j.soildyn.2018.01.026.
  • Froio, D., Rizzi, E., Simoes ,F.M.F., da Costa, A.P. A true PML approach for steady-state vibration analysis of an elastically supported beam under moving load by a DLSFEM formulation. Computers and Structures. 2020. 239(1). DOI: 10.1016/j.compstruc.2020.106295.
  • Basu, U., Chopra, A.K. Perfectly matched layered for transient elastodynamics of unbounded domains. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2004. 59(8). Pp. 1039-1074. DOI: 10.1002/nme.896.
  • EN 1998:5-2004 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects. European Committee for Standartization, 2004. 47 p. URL: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2014/11/en.1998.5.2004.pdf (date of application: 01.11.2004).
  • Lysmer, J., Kuhleymer R.L. Finite Dynamic Model for Infinite Media. Journal of the Engineering Mechanics Division. 1969. 95(4). Pp. 859-877. DOI: 10.1061/JMCEA3.0001144.
  • PEER/ATC 72-1: Modeling and acceptance criteria for seismic design and analysis of tall buildings, 2010. 242 p. URL: https://peer.berkeley.edu/sites/default/files/peer-atc-72-1_report.pdf.
  • Whitman, R.V., and Richart, F.E. Design procedures for dynamically loaded foundations. Geotechnical Special Publications. 2006. 93(118). Pp. 1-57. DOI: 10.1061/JSFEAQ.0001050.
  • Stevenson, J. D., Coman, O. Design of hazardous mechanical structures, systems and components for extreme loads. The American Society of Mechanical Engineers. 2006. 300 p. DOI: 10.1115/1.802426.
  • Argyris, J., and Mlejnek, H-P. Dynamics of structures. The Netherlands, 1991. 606 p. DOI: 10.1017/S0001924000024556.
  • Huang, Y.-N., Whittaker, A. S., Luco, N. A probabilistic seismic risk assessment procedure for nuclear power plants: (I) Methodology. Nuclear Engineering and Design. 2011. 241(9). Pp. 3996-4003. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2011.06.051.
  • Gao, L., Zejun H., Jiando Li. An efficient approach for dynamic impedance of surface footing on layered-halfspace. Soil Dynamics and Eathquake Engineering. 2013. 49(1). Pp. 39-51. DOI: 10.1016/j.soildyn.2013.01.008.
Еще
Статья научная