时域子结构分析法：考虑土-结构相互作用的地震响应研究

本文主要探讨了"考虑土-结构相互作用效应的结构地震响应时域子结构分析法"，发表于2007年的《北京工业大学学报》第33卷第5期。作者杜修力和赵建锋针对地基阻抗力计算中如何考虑其频率相关性以及避免频繁的傅里叶变换问题，提出了创新的方法。他们通过在通用有限元软件基础上进行二次开发，设计了一个结构动力响应时程分析计算模块，特别注重模拟和处理土-结构相互作用（SSI）对结构动态响应的影响。 传统的频域子结构法虽然能够体现基础阻抗函数的频率相关特性，但在处理结构非线性问题时存在局限，因为必须先对非线性部分进行线性化处理。相比之下，时域子结构法的优点在于直接处理时域数据，理论上可以避免复杂的频率依赖计算，但传统的方法在处理频率相关性强的基础阻抗函数时遇到了挑战，计算过程复杂且耗时。 为解决这个问题，作者们借鉴了集总参数模型、脉冲反应法和集总参数模型结合虚拟力法等技术，尤其是脉冲反应法，它利用傅里叶逆变换的卷积性质，试图以更直观的方式表达时域地基阻抗力，减少变换次数和存储需求。然而，这些方法往往依赖于基础阻抗函数的频率相关性是否能得到充分考虑，否则可能无法精确模拟真实系统的响应。 文中通过数值模拟，研究了圆盘基础上多层结构在三维地震激励下的动力响应，结果显示，提出的时域子结构分析法具有明显的物理意义，能够有效地捕捉到土-结构相互作用耦合体系中基础动力阻抗对激振频率的敏感性。这一研究成果对于提高结构地震响应分析的准确性，特别是在处理复杂地质条件和结构非线性问题时，具有重要的工程应用价值。因此，这篇文章不仅关注理论方法的改进，还提供了实际工程问题的有效解决方案。