Частотно-зависимая динамическая жесткость грунтового основания

DOI: 10.37153/2618-9283-2023-6-82-91

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: взаимодействие сооружения с основанием, частотный диапазон, динамический расчет, сейсмостойкое строительство, вибрации фундамента, динамика грунтов, идеально согласованный слой
Аннотация:

В данной статье описана методика расчета частотно-зависимой динамической жесткости грунтового основания с использованием метода конечных элементов. Основным достоинством методики является возможность учета неоднородности свойств основания при расчете динамической жесткости. Представлены требования к созданию расчетной схемы, специальным граничных условиям, размеру и типу конечных элементов, обработке результатов. На основе результатов расчета выполнено сравнение с нормативными динамическими жесткостями. Показано, что из-за наличия слоистости в основании нормативная и численная динамическая жесткость имеют существенные расхождения. Представлено решение тестовой задачи по определению динамической жесткости для прямоугольного штампа на слоистом основании. Сопоставление результатов расчета с известным решением показывает допустимую точность и достоверность решения, подтверждает корректность предлагаемой методики расчета.

 

Используемая литература:

1. СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*». М.: ФАУ ФЦС, 2014. / SP 14.13330.2018 «Stroitel'stvo v sejsmicheskih rajonah. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP II-7-81*». M.: FAU FCS, 2014. [In Russian]

2. НП-031-01 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций, 2001. / NP-031-01 Normy proektirovaniya sejsmostojkikh atomnykh stantsij, 2001. [In Russian]

3. Seismic Analysis of Safety-Related Nuclear Structures and Commentary. ASCE-4-16 / American Society of Civil Engineers (ASCE), 2017. 229 p.

4. Саргсян А.Е. Динамика и сейсмостойкость сооружений атомных станций: монография / А.Е. Саргсян. – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2013. 550 с. / Sargsyan A.E. Dinamika i sejsmostojkost' sooruzhenij atomnykh stantsij: monografiya / A.E. Sargsyan. – Sarov: FGUP «RFYAC-VNIIEF», 2013. 550 p. [In Russian]

5. 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

6. Gazetas G. Static and dynamic displacements of foundations on heterogeneous multilayered soils. Geotechnique, 1980, vol. 30, pp. 159–177.

7. Froio D. A true PML approach for steady-state vibration analysis of an elastically supported beam under moving load by a DLSFEM formulation / Froio D., Rizzi E., Simoes F.M.F., da Costa A.P. Computers and Structures, 2020, vol. 239(4), 765–790. DOI:10.1016/j.compstruc.2020.106295

8. Basu U., Chopra A.K. Perfectly matched layered for transient elastodynamics of unbounded domains. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2004, vol. 59(8), pp. 1039–1074. DOI:10.1002/nme.896

9. Wong H.L. Tables of impedance functions for square foundations on layered media / Wong H.L., Luco J.E. International Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 1985, vol. 4, pp. 64–81.

10. Luco J.E. Impedance functions for a rigid foundation on layered medium. Nuclear Engineering and Design, 1974, vol. 31, pp. 204–217.

11. Mohan C., Parmar S. A comparative study of various methods to evaluate impedance function for shallow foundations. International Journal of Advances in Engineering & Technology, 2017, vol. 10, pp. 592–603.

12. Chen M., Li J., Li Z. An efficient numerical algorithm for solving the dynamic impedance function of arbitrary-shaped foundations in layered soil. Computers & Structures, 2023, vol. 285. DOI:10.1016/j.compstruc.2023.107085