土-多層框架相互作用體系動力特性及抗震性能試驗研究.pdf

1、建筑結(jié)構抗震設計中的地震反應分析多采用剛性地基假定，計算模型常僅考慮上部結(jié)構。大量的理論分析和研究表明，在地基土質(zhì)較軟的情況下，地基—基礎—上部結(jié)構動力相互作用對結(jié)構物的動力特性具有十分重要的影響，其地震響應將發(fā)生顯著的變化。廣大研究者和工程技術人員在實踐中已經(jīng)意識到將上部結(jié)構和地基基礎考慮為一個相互作用的整體進行設計的必要性和優(yōu)越性。 本文結(jié)合國家自然科學基金課題《地基—基礎—上部結(jié)構相互作用體系動力特性研究》(N0．5027

2、8033)，《基于土與結(jié)構動力相互作用的結(jié)構隔震研究》(N0．50578062)，對土—結(jié)構動力相互作用體系進行了一系列試驗研究，并在此基礎上通過改變基礎周圍土體的性質(zhì)，研究了土—結(jié)構動力相互作用體系的抗震性能。本文共分為五章，主要內(nèi)容安排如下： (1)回顧了土—結(jié)構動力相互作用的理論研究工作的發(fā)展歷史、各種研究方法以及本領域的一些主要研究問題，并特別介紹了本領域的研究成果在國內(nèi)外抗震設計規(guī)范中的應用以及高級非線性有限元軟件MS

3、C．MARC (2)主要介紹了室內(nèi)1/4鋼框架模型試驗，通過牽引釋放試驗測得了模型在不同工況下的動力特性，如基本頻率、阻尼比、振型等。發(fā)現(xiàn)上部結(jié)構與地基相對剛度比越大基頻折減率越大，并由試驗數(shù)據(jù)得到它們之間的關系式。 (3)通過對加筋干砂的室內(nèi)動三軸試驗，研究了所加土工布的數(shù)量以及圍壓對土動力參數(shù)(如動剪模量，動阻尼比等)的影響，由試驗結(jié)果擬合后得到模量比與動應變關系的經(jīng)驗公式。 (4)運用有限元軟件MSC．MA

4、RC建立了考慮土—結(jié)構動力相互作用的1/4鋼框架有限元模型，進行了不同頻譜特性地震動輸入下地震反應分析，總結(jié)了相互作用體系的一些規(guī)律。通過改變基礎周圍土體的性質(zhì)，進行了多種工況下的計算，發(fā)現(xiàn)在基礎周圍換填砂墊層或者加筋砂墊層，對于上部結(jié)構層間剪力折減具有明顯影響。 (5)介紹了土—結(jié)構動力相互作用問題的實用性計算方法，通過兩步等效，將土—結(jié)構動力相互作用體系等效成底部固定的單自由度體系，從而達到通過修改結(jié)構動力參數(shù)來考慮動力相互