考慮土—結構動力相互作用的高臺基木結構古建筑地震反應分析.pdf

1、中國木結構古建筑在世界古建筑體系中占有非常重要的地位，對其抗震性能進行分析和研究具有重大的歷史與現(xiàn)實價值。長久以來，對于木結構古建筑的結構抗震分析采用的都是剛性地基假定，在進行計算時僅僅考慮了上部結構，將自由場地表反應作為地震動輸入結構。雖然這種方法易于處理，模型簡單，計算方便，但是這種模型計算出的地震反應與實際結構的地震反應有一定的差別。
　　本文以西安東門箭樓為背景，采用ANSYS的APDL語言建立四種不同的計算分析模型，并對

2、四種模型進行了模態(tài)分析及動力時程分析，總結土—結構動力相互作用對上部木結構的動力特性、變形特性及結構內力反應的影響。
　　介紹了土—結構動力相互作用的概念，對近年來土—結構動力相互作用的研究成果進行了總結。
　　建立了均勻半空間水平成層土壤的一維理想化模型，在一維重復波動理論的基礎上，利用SHAKE91程序進行自由場地震動反演分析，得到了下部土體各層的加速度、應力、應變時程，結果表明基巖處的地震動傳播到地表時其波型變化不大但

3、是幅值有較大的增加，地震波的高頻成分減少而低頻成分變得更加豐富，說明土體對地震波具有濾波和放大作用。
　　通常情況下對加速度波形進行連續(xù)積分即可得到速度時程和位移時程，但事實上在直接積分時會出現(xiàn)位移基線漂移的現(xiàn)象，根據(jù)最小二乘速度時域校正法基本原理編制Fortran程序對速度和位移時程曲線進行調整，得到了比較滿意的結果。
　　建立了西安東門箭樓的四種計算分析模型，并對模型進行模態(tài)分析、反應譜分析及動力時程分析。
　　模

4、態(tài)分析結果表明，考慮土—結構動力相互作用后，結構的自振頻率和振型與剛性地基假定的情況下相比都發(fā)生了很大的改變，結構的自振頻率出現(xiàn)了不同程度的降低，結構某些振型的出現(xiàn)順序也發(fā)生了一定的改變。
　　反應譜分析及動力時程分析結果表明，考慮土—結構動力相互作用后，剛性基底整體模型得到的上部結構各層的絕對加速度、相對柱腳位移及各層的剪力都較剛性地基情況下有較大的增大；考慮基底的柔性后，上部結構的加速度較剛性基底情況下略有下降，且在Taft波