地基—基礎(chǔ)—結(jié)構(gòu)共同作用抗震分析.pdf

1、常規(guī)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，是將上部建筑和地基基礎(chǔ)分開計(jì)算，作為彼此離散的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行靜力平衡分析計(jì)算?？拐鹪O(shè)計(jì)是在假設(shè)基礎(chǔ)固定后，來對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析的。實(shí)際上，地震時(shí)土體與上部結(jié)構(gòu)是相互共同作用的。地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力共同作用已逐步被廣大設(shè)計(jì)人員接受。并通過實(shí)踐證明，地基土愈軟弱，相互作用愈明顯。地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力相互作用對(duì)計(jì)算建筑的地震反應(yīng)有重要影響。當(dāng)其相互作用的影響使建筑所受的地震作用減小時(shí)，考慮相互作用會(huì)使結(jié)構(gòu)

2、的抗震設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理；而有些情況，卻使建筑所受的地震作用增大，考慮相互作用從而避免危險(xiǎn)?？梢赃@么說，考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用將使結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)更具科學(xué)性，必然是以后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)方向。 本文作者在閱讀了大量的有關(guān)地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)對(duì)共同作用結(jié)構(gòu)的豎向力作用，也就是如沉降和豎向位移等研究較多，而對(duì)水平力作用，也就是動(dòng)力作用或抗震這方面的文獻(xiàn)并不多。作者在前人的一些分析假定基礎(chǔ)上(如地基土模型的選

3、取、半無限空間土體截取有限空間后的邊界處理、樁土邊界處理等)，對(duì)軟弱地基上較柔的高層框架結(jié)構(gòu)分別做了柱底剛接假定的抗震分析和與軟弱地基共同作用時(shí)候的抗震分析，共對(duì)四種模型進(jìn)行了抗震計(jì)算及分析。本文的重點(diǎn)在第三和第四種模型上。 第三種模型考慮了平行地震波傳播方向的邊界面上應(yīng)該還存在半空間土體的剪切影響，對(duì)地基也應(yīng)該有一定約束作用，因此又做了第三種模型在第二種模型的基礎(chǔ)上，再在平行于地震波傳播方向的邊界面上設(shè)置了剪切彈簧，剛度等按L

4、ysmer及Kublemeyer提出的公式計(jì)算。因?yàn)楹芏辔墨I(xiàn)大多采用Beeks理論，而未考慮到Beeks是以點(diǎn)波源為中心散射到圓柱形邊界面這一前提來推導(dǎo)的，所以考慮到半無限土體在截取一部分土體后的邊界面普遍沒有考慮到邊界土體的剪切影響。 第四種模型是在第三種模型的基礎(chǔ)上更詳細(xì)考慮到了樁土作用界面的問題，因?yàn)闃锻磷饔媒缑娲嬖诨?、摩擦、脫離等情況，比較復(fù)雜，因此在分析中，本文作者采用了Goodman邊界模型，在筏板與土和樁與土之間

5、設(shè)置了Goodman邊界單元。 由于現(xiàn)階段有關(guān)考慮樁土共同作用面的文獻(xiàn)大多是研究豎向力作用，而在研究水平力作用方面的文獻(xiàn)不多，大多設(shè)計(jì)也沒有考慮地基水平剛度的影響，將地基建入模型的工程設(shè)計(jì)實(shí)例更少，要么認(rèn)為地基的水平剛度無窮大，要么就是根據(jù)地基的大致分類進(jìn)行譜分析。這在很多情況下是與事實(shí)不相符的。本文就是根據(jù)前人的一些地基單元假設(shè)，將地基建入模型中進(jìn)行抗震分析，從而得出考慮共同作用的重要性，更主要的是為考慮共同作用的設(shè)計(jì)提供一種