樁-土-框架體系動(dòng)力特性試驗(yàn)研究及抗震性能分析.pdf

1、現(xiàn)今土-結(jié)構(gòu)相互作用問題研究中的最大困難是缺少必要的實(shí)際數(shù)據(jù)，因而在相互作用分析中存在許多不確定性，限制了其在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。所以，在土-結(jié)構(gòu)相互作用研究中的一個(gè)非常重要的方面就是進(jìn)行大比例尺模型的現(xiàn)場試驗(yàn)以及模型和實(shí)際建筑物的地震觀測。結(jié)合國家自然科學(xué)基金課題《地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用體系動(dòng)力特性研究》(NO.50278033)，以大比例樁筏基礎(chǔ)框架模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對土一結(jié)構(gòu)相互作用進(jìn)行了試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算研究。主要研究

2、內(nèi)容如下： 1.采用時(shí)域和頻域分析方法研究了樁-土-框架結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力特性試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得了大比例樁-土-框架結(jié)構(gòu)體系模型的基本動(dòng)力特性參數(shù)：基本頻率和阻尼比。分析了隨上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的增加，樁-土-框架結(jié)構(gòu)體系模型的基本頻率和阻尼比的變化趨勢。通過分析牽引釋放激振數(shù)據(jù)求得了樁-土-框架結(jié)構(gòu)體系模型的第一階和第二階模態(tài)阻尼比。 2.對比研究了大比例樁基(箱基)．土．框架結(jié)構(gòu)體系模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，研究了不同基礎(chǔ)形式對結(jié)

3、構(gòu)體系的基本頻率和阻尼比的影響。 3.研究了樁．土．框架結(jié)構(gòu)相互作用體系進(jìn)行有限元建模的基本問題并建立了三維樁．土．框架結(jié)構(gòu)模型。采用MSC．Marc模擬計(jì)算得到的相互作用體系牽引釋放激振時(shí)程曲線和項(xiàng)部穩(wěn)態(tài)激振時(shí)程曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，表明所采用的計(jì)算模型和計(jì)算方法是合理可行的。 4.對不考慮和考慮相互作用模型在線彈性范圍內(nèi)進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了兩種計(jì)算模型的前三階模態(tài)頻率和振型。分析了當(dāng)上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加時(shí)，不考慮和考

4、慮相互作用結(jié)構(gòu)體系的基本頻率和振型的變化趨勢及在前三階振型時(shí)結(jié)構(gòu)體系各部分參與振動(dòng)的情況。 5．選取四種與試驗(yàn)場地特征參數(shù)條件相似的地震波，采用MSC．Marc軟件對樁-土-框架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了地震反應(yīng)的非線性分析。通過分析計(jì)算結(jié)果，研究了在不同結(jié)構(gòu)模型體系和不同輸入地震波情況下，整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的加速度峰值放大系數(shù)的變化規(guī)律，上部結(jié)構(gòu)、土體和樁的加速度峰值和位移峰值的變化趨勢。研究了在地震作用下，土體的加速度峰值和位移峰值在豎直方向