速度大脈沖作用下土-結(jié)構(gòu)相互作用問題的初步研究.pdf

1、近年來幾次大地震的強震觀測資料和近場強地震動的模擬研究表明，由于破裂方向性效應等因素的影響，近場特別是斷層附近存在比較強的速度脈沖。速度脈沖一般峰值較大，周期在1～3秒之間。當速度脈沖的周期接近結(jié)構(gòu)的自振周期時，由于共振的影響，會造成結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，這是長周期結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。當前的大量研究均不考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用，而軟弱地基上的土與結(jié)構(gòu)相互作用對結(jié)構(gòu)的地震反應有顯著影響。建造在軟土地基上的高層結(jié)構(gòu)的地震反應，與當前基于剛性基礎假定下

2、的計算模型的分析結(jié)果有很大的不同。本文采用數(shù)值模擬的方法，探討了速度大脈沖作用下剛性基礎假定與考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用兩種情況下結(jié)構(gòu)反應差別。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)對土-結(jié)構(gòu)相互作用數(shù)值模擬時，經(jīng)常遇到的幾個問題，如：地基土動力本構(gòu)模型和材料非線性的模擬、網(wǎng)格的劃分、地基土的材料阻尼機制、人工邊界、體系基頻和阻尼比的確定以及地震激勵的施加進行了詳細介紹，并給出了相關(guān)問題在ANSYS軟件中實現(xiàn)的具體方法。
　　

3、 (2)采用ANSYS軟件對-框架剪力墻結(jié)構(gòu)進行了考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用和剛性基礎假定兩種情況下地震反應的對比分析，并對土的放大作用進行了一些研究。通過改變體系的不同參數(shù)，如：上部結(jié)構(gòu)剛度、地基土層剛度和基礎的埋深，對比了不同參數(shù)改變對土-結(jié)構(gòu)體系的影響。
　　 (3)選取歷次地震中的14條速度大脈沖基巖記錄作為輸入，對三組模型進行地震反應分析，采用相對誤差系數(shù)的方法比較土-結(jié)構(gòu)相互作用和剛性基礎假定結(jié)構(gòu)反應的差別，并將其中一些結(jié)