樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用體系非線性地震反應(yīng)分析.pdf

1、大量的理論分析和研究表明，考慮地基一基礎(chǔ)一上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性具有重要的影響，其地震響應(yīng)將發(fā)生顯著的變化。而且對(duì)于不同的土層組成，不同的上部結(jié)構(gòu)形式，相互作用體系所表現(xiàn)的受力和變形特點(diǎn)也不盡相同。 抗震規(guī)范在考慮結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)規(guī)定，剪力和層間位移可以進(jìn)行折減。但折減方法是基于彈性條件提出的。同時(shí)抗震規(guī)范又要求罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算。但簡化的變形驗(yàn)算方法是在地基剛性假定下得出的，考慮相互作用體

2、系彈塑性特性后，對(duì)于各種不同的結(jié)構(gòu)形式和建造場(chǎng)地，折減方法是否合理，簡化彈塑性變形驗(yàn)算是否恰當(dāng)，是一個(gè)仍值得研究的問題。而且目前對(duì)罕遇地震作用下土一結(jié)構(gòu)相互作用的研究很少，考慮土一結(jié)構(gòu)相互作用的彈塑性變形驗(yàn)算的成熟的研究成果更少。樁基礎(chǔ)是一種應(yīng)用廣泛的深基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)工程中具有重要的地位，因此樁-土-上部結(jié)構(gòu)彈塑性動(dòng)力分析是一個(gè)非常重要的研究課題。 本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，利用ANSYS分析程序?qū)?土體系以及樁-土-結(jié)構(gòu)體系

3、進(jìn)行罕遇地震作用下的有限元數(shù)值模擬分析，研究了其地震反應(yīng)方法及規(guī)律，具體工作包括： (1)通過對(duì)文獻(xiàn)的概括，評(píng)述了國內(nèi)外開展土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用研究的現(xiàn)狀和發(fā)展水平，對(duì)樁-土-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。 (2)確定了適合于樁-土-結(jié)構(gòu)體系的彈塑性本構(gòu)關(guān)系，建立了一種樁-土-結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力相互作用的有限元解決方法，包括非線性動(dòng)力方程的求解方法，土體邊界的模擬，網(wǎng)格大小的劃分，阻尼的考慮等。 (3)建立

4、了一種樁-土相互作用三維非線性有限元分析模型，充分考慮了材料的非線性和接觸的非線性，并利用APDL語言實(shí)現(xiàn)了粘彈性邊界在ANSYS中的二次開發(fā)，對(duì)進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析的粘彈性人工邊界予以修正，分析了樁-土體系在Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地上動(dòng)力特性的變化規(guī)律。 (4)分別對(duì)上部為5層、10層或者20層的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用體系在Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地進(jìn)行了非線性地震反應(yīng)分析，對(duì)其內(nèi)力和變形的反應(yīng)特性進(jìn)行了歸納對(duì)比。得出