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摘要
结构总是修建在一定的场地而形成土-结构相互作用的开放系统。为解决开放体系下悬臂类结构的自振频率、振型和考虑辐射阻尼下模态阻尼比的计算问题，提出了脉冲荷载响应模态分析法。该方法采用直接有限元法建立土-结构相互作用有限元模型，对结构施加脉冲荷载得到结构动力反应后，由模态识别方法计算结构的动力特性。随后，以一个悬臂类五层框架结构为例研究了计算动力特性随土体计算范围变化的规律和脉冲荷载激励点位置对计算结果的影响。在此基础上，讨论了土体材料阻尼对模态阻尼比的影响，并与集总参数模型和直接模态分析法进行对比，说明不同方法的计算精度。计算结果表明，随着土域计算范围的增加，脉冲荷载响应模态分析法所得的动力特性将逐渐收敛到精确解；当土体计算范围大于结构基频所对应的波长的2倍时，结构自振频率的误差小于1%，模态阻尼比的误差小于5%；以非模态节点作为激励点都可以得到比较精确的结果；三参数集总参数模型所得模态阻尼比存在显著误差，直接模态分析法所得模型的基频随土域范围增大而趋向于零；相比于辐射阻尼，土体材料阻尼对结构的各阶模态阻尼比的影响较小。
- 出版日期2023
- 单位北京科技大学
