地震作用下边坡地基-基础-上部结构的共同作用分析

摘要

我国是一个地形多种多样的国家，广阔的山区是我国一个显著的地形特征；我国又位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，使我国成为了一个多地震的国家，地震活动十分活跃。地震带来的破坏性很大，在地震的过程中建筑结构会遭受严重的破坏，威胁着人们的生命财产安全。随着社会经济的发展，人口的不断增长，山区的建设与发展越来越重要。在山区的开发建设中，带边坡的地基成为了建筑地基的主要形式之一，研究边坡地基在地震作用下对上部结构的影响就越来越重要。在现实情况下，地基、基础、上部结构两两相互作用，相互影响，相互联系，是一个不可分割的有机整体。在保证抗震设计可靠性的基础上，为了方便计算，传统上常常把地基假设成刚性地基，只分析地震对上部结构的动力影响，而忽略地基、基础、上部结构之间的相互作用影响，使计算结果的精度受到影响。因此，考虑地基、基础、上部结构之间的相互作用，研究带边坡的地基-基础-上部结构在地震作用下的地震反应非常必要。
　　本文在国内外相关理论和方法的基础上，结合相关的文献资料，采用ABAQUS有限元分析软件，对带边坡的地基-基础-上部结构在地震作用下的地震反应做了以下几方面的分析研究：
　　（1）在大量的国内外相关文献的基础上，简单的阐述了国内外对地基、基础、上部结构共同作用的研究现状。详细的阐述了地基、基础、上部结构相互作用的基本理论。
　　（2）用ABAQUS有限元分析软件建立了带边坡的地基、箱型基础、上部结构共同作用的三维立体有限元模型，并对材料本构关系的选用、单元的选取、边界条件的处理、接触和阻尼的确定、地震波的选取及处理做了详细的介绍。
　　（3）对不同边距的地基-箱基-框架结构的地震反应进行比较，分析不同边距模型的上部框架结构的加速度、加速度放大系数等结果，得出在地震作用下边距对上部框架的影响。
　　（4）对不同边距的地基-箱基-框架结构的地震反应进行比较，分析不同边距模型的上部框架结构的位移时程曲线、层间位移角等结果，得出边距对上部框架结构层间位移的影响。
　　（5）分别建立上部框架模型、箱基+上部框架模型和边距为35m的地基-基础-上部结构模型，对比分析在地震的作用下不同模型的地震反应，得出相互作用的影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国外研究现状

1.3 国内研究现状

1.4 本文研究目的及主要内容

第二章 结构相互作用的基本理论

2.1 结构相互作用的基本概述

2.2 有限元法

2.3 子结构法

2.4 动力平衡方程的建立

2.5 无限元的动力边界

第三章 有限元模型的建立

3.1 材料本构模型

3.2 单元的选取

3.3 接触问题

3.4 人工边界及地基范围的确定

3.5 阻尼的确定

3.6 地震波的选取及调整

第四章 边坡对结构动力响应的影响

4.1 监测点的选取

4.2 不同边距对框架加速度的影响分析

4.3 不同边距对框架层间位移的影响分析

4.4 不同边距对框架沉降的影响

第五章 相互作用的影响

5.1 PKPM及TAT简介

5.2 监测点的选取

5.3 PKPM和ABAQUS对框架结构的层间位移分析

5.4 相互作用对层间位移的影响

第六章 结论与展望

6.1 主要工作和结论

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢