土-多層框架相互作用體系動(dòng)力特性及抗震性能試驗(yàn)研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的地震反應(yīng)分析多采用剛性地基假定，計(jì)算模型常僅考慮上部結(jié)構(gòu)。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(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性具有十分重要的影響，其地震響應(yīng)將發(fā)生顯著的變化。廣大研究者和工程技術(shù)人員在實(shí)踐中已經(jīng)意識(shí)到將上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)考慮為一個(gè)相互作用的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)的必要性和優(yōu)越性。 本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金課題《地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)相互作用體系動(dòng)力特性研究》(N0．5027

2、8033)，《基于土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的結(jié)構(gòu)隔震研究》(N0．50578062)，對(duì)土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用體系進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)改變基礎(chǔ)周?chē)馏w的性質(zhì)，研究了土—結(jié)構(gòu)動(dòng)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(gòu)動(dòng)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(lǐng)域的一些主要研究問(wèn)題，并特別介紹了本領(lǐng)域的研究成果在國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的應(yīng)用以及高級(jí)非線(xiàn)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(yàn)，通過(guò)牽引釋放試驗(yàn)測(cè)得了模型在不同工況下的動(dòng)力特性，如基本頻率、阻尼比、振型等。發(fā)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)與地基相對(duì)剛度比越大基頻折減率越大，并由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到它們之間的關(guān)系式。 (3)通過(guò)對(duì)加筋干砂的室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)，研究了所加土工布的數(shù)量以及圍壓對(duì)土動(dòng)力參數(shù)(如動(dòng)剪模量，動(dòng)阻尼比等)的影響，由試驗(yàn)結(jié)果擬合后得到模量比與動(dòng)應(yīng)變關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。 (4)運(yùn)用有限元軟件MSC．MA

4、RC建立了考慮土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的1/4鋼框架有限元模型，進(jìn)行了不同頻譜特性地震動(dòng)輸入下地震反應(yīng)分析，總結(jié)了相互作用體系的一些規(guī)律。通過(guò)改變基礎(chǔ)周?chē)馏w的性質(zhì)，進(jìn)行了多種工況下的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)周?chē)鷵Q填砂墊層或者加筋砂墊層，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)層間剪力折減具有明顯影響。 (5)介紹了土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用問(wèn)題的實(shí)用性計(jì)算方法，通過(guò)兩步等效，將土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用體系等效成底部固定的單自由度體系，從而達(dá)到通過(guò)修改結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)來(lái)考慮動(dòng)力相互