樁-土-框架體系動力特性試驗研究及抗震性能分析.pdf

1、現今土-結構相互作用問題研究中的最大困難是缺少必要的實際數據，因而在相互作用分析中存在許多不確定性，限制了其在實際工程設計中的應用。所以，在土-結構相互作用研究中的一個非常重要的方面就是進行大比例尺模型的現場試驗以及模型和實際建筑物的地震觀測。結合國家自然科學基金課題《地基-基礎-上部結構相互作用體系動力特性研究》(NO.50278033)，以大比例樁筏基礎框架模型試驗為基礎，對土一結構相互作用進行了試驗研究和數值模擬計算研究。主要研究

2、內容如下： 1.采用時域和頻域分析方法研究了樁-土-框架結構體系動力特性試驗的試驗數據，求得了大比例樁-土-框架結構體系模型的基本動力特性參數：基本頻率和阻尼比。分析了隨上部結構質量的增加，樁-土-框架結構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據求得了樁-土-框架結構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．框架結構體系模型的試驗數據分析結果，研究了不同基礎形式對結

3、構體系的基本頻率和阻尼比的影響。 3.研究了樁．土．框架結構相互作用體系進行有限元建模的基本問題并建立了三維樁．土．框架結構模型。采用MSC．Marc模擬計算得到的相互作用體系牽引釋放激振時程曲線和項部穩(wěn)態(tài)激振時程曲線與試驗結果吻合較好，表明所采用的計算模型和計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進行了模態(tài)分析，得到了兩種計算模型的前三階模態(tài)頻率和振型。分析了當上部結構質量增加時，不考慮和考

4、慮相互作用結構體系的基本頻率和振型的變化趨勢及在前三階振型時結構體系各部分參與振動的情況。 5．選取四種與試驗場地特征參數條件相似的地震波，采用MSC．Marc軟件對樁-土-框架結構體系進行了地震反應的非線性分析。通過分析計算結果，研究了在不同結構模型體系和不同輸入地震波情況下，整個結構體系的加速度峰值放大系數的變化規(guī)律，上部結構、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