鋼框架-樁(筏)基礎結構與土動力相互作用試驗研究.pdf

1、建筑物直接坐落于基巖上的情況少，大多數都建立在土層之上。地基土、基礎和上部結構聯系緊密，地基土的運動將會影響基礎和上部結構的受力和位移，上部結構的振動也會帶動下部基礎與地基運動，改變地基土和基礎的受力狀況，反饋到上部結構的受力和位移。地基土、基礎和上部結構動力相互作用(簡稱SSDI)廣泛存在建筑結構的抗震設計中。如何有效地評估地震（特別是大地震）時SSDI效應在結構抗震設計的影響，使結構設計更加安全、經濟和合理，是我國抗震研究的一項重要

2、任務。目前國內抗震規(guī)范對考慮SSDI效應的影響比較粗糙，只是簡單地采用與周期相關的折減法計算地震作用下的動力響應，并只考慮8度和9度時建造于Ⅲ、Ⅳ類場地的情況。對于Ⅱ類場地，規(guī)范并未予以考慮。事實上，當上部結構周期相對于下部場地的特征周期較?。ê喎Q相對周期比）時，SSDI效應會很大程度上影響結構的受力狀況。如果簡單地按照剛性地基設計，結構會存在設計過于保守或不安全兩種情況。
　　 本文以研究SSDI效應為目的，在室內土槽中建立一

3、個鋼框架—樁（筏）基礎模型。增減斜撐和人工質量改變上部結構的剛度和重量，形成18種不同試驗工況。利用可控低頻激振器激振鋼框架，相應地輸入高斯白噪聲、E(1) Centro波、Taft波和上海人工波。利用數據采集儀、891型放大器和941型拾振器測試鋼框架的樓層動力響應。土槽中試驗完成后，再把鋼框架移動到剛性地基上，進行與土槽中一樣的激振試驗。旨在研究:考慮SSDI效應后，上部結構在不同相對周期比下，其自振周期、加速度、位移以及底部剪力的

4、變化情況。試驗結果分析表明:
　　 一、對于結構自振周期，當相對周期比(T)小于0.80時，隨著(T)減小，周期延長率β不斷增大，SSDI效應愈發(fā)明顯。而當相對周期比(T)大于0.80時，周期延長率β基本處于1.0附近，結構自振周期放大率小（均小于5％），SSDI效應不夠明顯。本文擬合出適合Ⅱ類場地結構考慮SSDI效應時的自振周期簡化計算公式。
　　 二、對于結構底部剪力，當相對周期比(T)小于0.70時，土槽地基中的結

5、構底部剪力比剛性地基上小，且隨著(T)的減小，剪力折減率不斷增大，可適當地減小上部結構底部剪力。而當相對周期比(T)大于0.70時，土槽地基中上部結構底部剪力可能會比剛性地基上大，如按常規(guī)的剛性地基假定計算，結構又會存在安全隱患。本文擬合出適合Ⅱ類場地結構考慮SSDI效應且相對周期比(T)小于0.70時底部剪力折減系數Ψ的計算公式。
　　 三、對于結構頂層位移，試驗表明土槽地基中的位移峰值均較剛性地基上大。當相對周期比(T)小于