地基——结构相互作用的原理.doc

地基——结构相互作用的原理 ，地基——结构相互作用的原理。
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结构与地基动力相互作用问题近几十年来在工程中引起相当大的关 注。
随着建设工程安全性要求的不断提高和抗震防灾工程的迫切需要，结 构与地基相互作用问题已成为结构工程领域内研究的热点课题之一。

1．1前言 结构与地基动力相互作用的问题近几十年来在工程中引起相当大的关注。
结构与地 基动力相互作用是土动力学、结构动力学、固体力学和计算数学等多学科相互交叉和渗 透的学科，主要研究结构与地基相互作用的力学机理、计算分析方法、耦合效应等等， 为结构工程、岩土工程、地下工程等领域的动力分析提供理论基础和分析方法11J。
随着 建设工程安全性要求的不断提高和抗震防灾工程的迫切需要，结构与地基相互作用问题 己成为结构工程领域内研究的热点课题之一。
结构与地基共同作用的设计理念得到了学术界和工程界的极大重视，其计算理论也 得到了长足的进步，尤其是在数值分析理论方面得到了很大的发展，出现了有限元、有 限元／边界元、有限元／无限元等组合分析方法以及随机共同工作分析方法等，极大的完 善了共同作用的抗震计算理论【2】。
有限元分析结构与地基相互作用的地震反应已得到了广泛的应用，有限元能有效地 模拟结构与地基介质的几何性质与力学性质，并能直观地得到地震时上部结构由于地基 的作用而发生的反应。
然而，有限元模型难以反映无限域介质的辐射影响效应，只能引 入虚拟的人工边界来模拟地基远场的影响，即在用有限元网格离散实际的半无限地基 时，为了使地基对结构的作用能反映出来，常常将网格区域延伸足够远，以保证辐射能 量基本被吸收，避免结构的地震波在边界上引起反射，但这样做将引起计算工作量的增 大，同时还会导致极大的误差。
由于地震波的反射和散射效应，有限地基模型的应用受 到了极大的限制。
结构与地基相互作用的问题实际上是结构与无限域的问题。
无限元是 二十世纪七十年代发展起来的一种解决无限域地基问题的数值方法。
设计人员在进行建筑结构或水工结构设计计算时，常把结构和地基作为两个独立系 统