土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用在消能減震控制中的作用探討與研究.pdf

1、近幾十年來(lái)，消能減震技術(shù)迅速發(fā)展，已經(jīng)成為一項(xiàng)能有效地減輕建筑結(jié)構(gòu)地震作用的新技術(shù)，并具有安全可靠、適用廣泛、節(jié)省造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多的關(guān)注和工程應(yīng)用。但是，由于土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析的復(fù)雜性，在進(jìn)行消能減震結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師總是假設(shè)上部結(jié)構(gòu)與地基是固結(jié)的，此種假定在地基剛度比較大時(shí)是可行的，而在軟弱地基時(shí)則不一定合理。而且消能減震裝置不但能顯著增加結(jié)構(gòu)的阻尼，也增加了結(jié)構(gòu)的剛度，使結(jié)構(gòu)的基本周期發(fā)生改變。所以，有必要

2、對(duì)土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用在消能減震控制中的作用進(jìn)行探討和研究。 本文首先根據(jù)消能減震裝置(粘彈性阻尼器)的性能特點(diǎn)建立了消能減震結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型和動(dòng)力平衡方程，導(dǎo)出了結(jié)構(gòu)的附加剛度矩陣和附加阻尼矩陣。結(jié)合彈性半無(wú)限地基假定，采用雙自由度集總參數(shù)模型簡(jiǎn)化地基土，建立了考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用后消能減震結(jié)構(gòu)體系的整體動(dòng)力方程，并利用復(fù)模態(tài)法編制了MATLAB求解方程的計(jì)算程序。以一十層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，輸入三種地震記錄，分析

3、了土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)消能減震結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)的影響。 通過(guò)理論和數(shù)值算例的分析，總結(jié)出以下結(jié)論：(1)剛性地基時(shí)，結(jié)構(gòu)體系的自振頻率和振型阻尼比隨消能減震裝置數(shù)量的增多而增加；消能減震裝置能有效的減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。(2)土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用使系統(tǒng)的基頻降低，振動(dòng)基本周期延長(zhǎng)；同一地基，結(jié)構(gòu)體系的基本周期和各層最大位移隨結(jié)構(gòu)阻尼比的增加而減小；土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用降低了消能裝置的有效性，從而證實(shí)考慮相互作用后能充分利用地基土