结构-基础-地基共同工作数值解法研究

"上部结构-基础-地基共同工作数值解法 (1999年)" 这篇论文探讨了在1999年由张翼发表的关于上部结构、基础和地基共同工作的问题，主要关注如何通过数值解法来解决这一复杂的工程问题。文章采用了结构杆系有限元、基础梁有限元以及地基无穷边界元这三种方法的联合应用，以研究上部结构（如高层建筑的框架体系）、基础和地基之间的相互作用。 在有限元方法中，上部结构被模拟为杆系有限元，基础则用基础梁有限元来表示。这种建模方式允许计算框架和基础结点的广义位移和力的关系，从而形成一个包含刚度矩阵和力向量的平衡方程系统。基础和上部结构的相互影响通过耦合矩阵Kbf和Kfb体现，而地基的影响则通过反作用力Rb表示。 为了模拟地基，论文采用了无穷边界单元法，将地基视为半无限弹性平面，遵循纳维尔-斯托克斯方程。这种方法能有效地处理地基对结构的影响，尤其是在建筑物长度方向较大的情况下，可以简化复杂度，但仍能捕捉到地基的弹性特性。 通过实例计算，作者分析了结构、基础和地基之间的相互关系及其共同工作机理，验证了所提出数值解法的精度和有效性。计算结果证明了在实际工程中考虑三者共同工作的必要性，为理解和设计这类结构提供了有力的工具。 关键词涵盖了结构工程的核心元素：结构、地基、基础、共同作用、有限元和边界元。分类号则表明这是关于土木工程，特别是结构分析的专业论文。该研究为处理复杂的结构-基础-地基共同工作问题提供了新的数值解法，具有重要的理论价值和实践意义。