高層建筑上部結(jié)構(gòu)、樁基礎(chǔ)與地基土相互作用的地震響應(yīng)分析.pdf

1、對于上部結(jié)構(gòu)-樁基礎(chǔ)-土這一偶聯(lián)體系的動力相互作用,由于涉及到上部結(jié)構(gòu)、群樁、下覆地基等多種因素使得這一課題成為近年來結(jié)構(gòu)動力學(xué)和土動力學(xué)中最為復(fù)雜的課題之一,引起了結(jié)構(gòu)工程師和巖土工程師的極大興趣。同濟大學(xué)呂西林等在常規(guī)均勻土上試驗的基礎(chǔ)上又進一步實現(xiàn)了分層土-基礎(chǔ)-高層框架結(jié)構(gòu)相互作用體系的振動臺模型試驗,這是我國首次引入較全面的建筑-基礎(chǔ)-地基相互作用室內(nèi)模型試驗。湖南大學(xué)尚守平等人通過框架結(jié)構(gòu)-樁-土結(jié)構(gòu)1/2比例模型動力相互作

2、用的野外試驗建立了試驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的三維有限元分析模型,通過對試驗?zāi)Ｐ偷挠嬎泸炞C了有限元模型的可靠性。重慶大學(xué)姬淑艷等人探討了土-結(jié)構(gòu)動力相互作用對結(jié)構(gòu)彈塑性變形影響。
　　目前對樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的數(shù)值模擬,還存在以下問題:樁基地震反應(yīng)計算的簡化有待進一步探討;樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的運動方程以及分析方法的研究仍待發(fā)展;對結(jié)構(gòu)與土體本構(gòu)關(guān)系的處理仍處于對以往經(jīng)驗性的選擇;不同類型單元的連接以及樁土體系兩側(cè)人工邊界選取值得商榷

3、;場地材料特性場地材料特性等效及網(wǎng)格劃分還缺乏說服力。本文對某十六層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進行動力有限元分析,討論了土體分層對樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用的影響,得到了一些對工程實際有益的結(jié)論。
　　本文研究大體上以如下步驟進行:首先,理論分析部分中簡單介紹了樁土接觸分析的理論計算方法。其次,在有限元分析方法的選擇中,具體介紹了接觸分析方法和集中質(zhì)量模型方法,對比兩種方法優(yōu)劣,選擇集中質(zhì)量模型方法作為本文研究方法。之后,進入建模分析階段,本文分

4、三次建模,上部結(jié)構(gòu)采用布置規(guī)則的十六層框架-剪力墻模型,土層選擇參考土左旗某地勘報告。依據(jù)實際場地土層情況調(diào)整土層深度建立了模型一;統(tǒng)一土層為礫砂層建立模型二;按常規(guī)設(shè)計方法不考慮相互作用,底部按完全嵌固考慮建立模型三。建模完畢后,開始各自求解。最后,針對三個有限元模型模態(tài)、時程分析的具體數(shù)據(jù)進行對比分析。
　　結(jié)果表明土層情況對上部結(jié)構(gòu)、樁基礎(chǔ)和地基土的地震響應(yīng)情況影響顯著,若能大量開展分析得出相互作用的定量關(guān)系,將會使結(jié)構(gòu)設(shè)計