土-箱形基礎(chǔ)-RC框架結(jié)構(gòu)動力相互作用試驗研究與模擬分析.pdf

1、結(jié)合國家自然科學基金課題《地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用體系動力特性研究》(NO.50278033)，本文圍繞土-箱形基礎(chǔ)-RC框架結(jié)構(gòu)動力相互作用這一課題，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對動力分析中的接觸模型作了新的探討，并通過試驗分析和數(shù)值計算上作了相應(yīng)的研究對比；同時研究了上部結(jié)構(gòu)與土的各項動力參數(shù)對動力相互作用的實際影響，并且進一步利用上述研究得出的結(jié)果，通過數(shù)值分析探討了關(guān)于采用換土改變地基剛度而起到隔震的效果，將土-動力相互作用研究

2、的成果引入工程抗震設(shè)計的實際工作去。本文共分五章，分別作了如下工作： 1、回顧了土與結(jié)構(gòu)動力相互作用的理論研究工作的發(fā)展歷史，各種分析方法的特點及應(yīng)用情況，并特別介紹了土與結(jié)構(gòu)界面模型的研究歷史，本文的研究正是在前人的這些工作基礎(chǔ)上展開的。 2、介紹了野外大比例模型試驗各方面的情況，包括模型所在地的地質(zhì)條件概況、模型本身的詳細情況、試驗中測點布置以及各項動力試驗的基本情況等。 3、通過有限元軟件MSC.Marc建

3、立了野外大比例試驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的三維實體有限元分析模型，并且詳盡介紹了關(guān)于模型的網(wǎng)格劃分、人工邊界的處理、動力相互作用中的非線性模擬，采用的計算方法等數(shù)值分析的各個環(huán)節(jié)。然后對分析模型進行了若干工況的數(shù)值模擬，并與現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)作了對比分析并驗證了本文所建的有限元模型的可靠性和準確性。 4、介紹了目前幾種土與結(jié)構(gòu)接觸面常用的界面模型，以及一些大型通用有限元軟件的接觸單元計算原理，然后在前人研究的基礎(chǔ)上考慮土-箱基動力相互作用中的能量耗

4、散，計入阻尼成分，提出了一種改進的Goodman三維土-箱基接觸單元，并推導了相應(yīng)的接觸單元的單元剛度矩陣。同時將這種改進的Goodman單元在Marc軟件里通過考慮阻尼的彈簧模擬實現(xiàn)，并對整個結(jié)構(gòu)體系進行了不同地震加速度峰值輸入下的地震反應(yīng)分析。 5、基于前述的研究成果，在原有數(shù)值模型上改變上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、混凝土彈性模量、剛度分布以及土性等參數(shù)，研究在土-結(jié)構(gòu)動力相互作用影響下結(jié)構(gòu)動力特性和地震反應(yīng)的變化規(guī)律。同時利用土性