大型薄壁鋼結(jié)構(gòu)筒體與樁-土相互作用分析.pdf

1、本課題主要研究樁基礎(chǔ)、地基土對上部結(jié)構(gòu)動力特性影響的問題. 本文以ANSYS大型通用有限元軟件為分析平臺,在考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用的情況下,對大型薄壁鋼簡體結(jié)構(gòu)的動力性能、地震作用下筒體的反應(yīng)和材料的強(qiáng)度問題進(jìn)行研究. 目前關(guān)于此種筒結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都是基于剛性地基的假設(shè),即假定結(jié)構(gòu)物遭遇地震時(shí),簡體底部位移與自由場地一致.然而,實(shí)際地震中,由于上部結(jié)構(gòu)的反饋?zhàn)饔?使樁、地基和土體發(fā)生變形,引起樁基相對于自由場地的平移與

2、轉(zhuǎn)動,從而改變上部結(jié)構(gòu)的動力特性. 因此,對于大型薄壁鋼筒結(jié)構(gòu),尤其是軟土地基上的大型薄壁鋼結(jié)構(gòu)筒體,地面以上高度40米,底面半徑僅6米的圓筒柔性結(jié)構(gòu).抗震設(shè)計(jì)時(shí)有必要考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響.而樁基礎(chǔ)又是目前軟土地基上的高聳建筑通常采用的一種基礎(chǔ)形式,基于上述原因,本文針對樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用對結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特性進(jìn)行了研究.本文所做的工作主要有以下幾個(gè)部分: 1.本文以地震作用下的樁-土-結(jié)構(gòu)體

3、系為研究對象,論述了樁-土-結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)的時(shí)程分析方法,探討了樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用體系的有限元建模、系統(tǒng)運(yùn)動方程的求解. 2.根據(jù)有限元理論,對脫硫塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模,在通用有限元分析軟件ANSYS上建立了兩種模型:不考慮樁-土-結(jié)構(gòu)共同作用和考慮樁-土-分簡化為彈簧單元,為保證計(jì)算結(jié)果的精度,上部結(jié)構(gòu)不再作任何簡化.最后利用ANSYS的二次開發(fā)語言APDL編制了體系時(shí)程的程序段和用于讀取地震加速度的宏文件.