基于隔离非线性法-黏弹性人工边界的结构高效抗震分析方法

摘要

黏弹性人工边界是解决土-结构动力相互作用问题的有效手段之一，但其在分析过程中通常需要进行大量的非线性动力时程计算，效率较低。建立采用黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题控制方程求解的高效计算方法，为此，引入隔离非线性法高效求解思想，构造基于隔离非线性法-黏弹性人工边界的非线性土-结构动力相互作用分析模型，推导的动力控制方程在形式上与固定边界的隔离非线性动力控制方程基本一致，仅需将黏弹性人工边界的弹簧-阻尼器元件的刚度直接集成到近场土-结构模型的初始刚度矩阵与阻尼矩阵上即可。此外，结合Woodbury公式与组合近似法提出了改进Woodbury近似法，该改进方法能同时降低控制方程求解的时间复杂度与空间复杂度，实现了黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题动力控制方程的高效求解。研究方法同时保留了黏弹性人工边界与隔离非线性法的优点，数值算例验证了所提方法的正确性与高效性。

关键词

隔离非线性法 / 黏弹性人工边界 / 土-结构动力相互作用 / 改进Woodbury近似法