地震作用下密肋复合墙结构地基基础动力相互作用分析

摘要

密肋复合墙结构是一种满足我国墙体改革需求的节能抗震型建筑结构新体系,目前已在陕西、河北、河南等省份得到了推广应用,取得了较好的经济效益和社会效益。在其推广应用中仍将地基、基础、结构独立计算未能考虑三者的动力相互作用,这与实际工况并不相符。鉴于此,本文在前期课题研究成果的基础上,采用理论分析与数值计算相结合的方法,针对密肋复合墙这种新型建筑结构体系,总结出土-结构动力相互作用效应的影响规律,并对影响密肋复合墙结构地震响应的主要因素进行了详细参数对比分析,揭示了体系动力相互作用的内在规律,具体包括以下几方面的内容:
　　(1)根据密肋复合墙结构的受力特点,将上部结构简化为框架-复合材料等效弹性板力学模型,采用整体有限元-无限元分区耦合法,探索了借助ABAQUS程序进行密肋复合墙结构地基基础动力相互作用研究的计算分析方法。通过自由场地震反应分析和不考虑惯性相互作用的地基基础动力相互作用分析,验证了本文计算模型和分析方法选择的可行性和正确性。在此基础上,分析了接触非线性对密肋复合墙结构地基基础动力相互作用的影响。
　　(2)通过与刚性地基假定的密肋复合墙结构计算结果对比,分析了 SSI效应对结构动力特性和结构地震响应的影响,通过与自由场地震反应计算结果对比,分析了 SSI效应对结构基底地震动和地基土运动特性的影响。针对密肋复合墙这一新型建筑结构体系,总结出SSI效应的影响规律。
　　(3)地基与基础的接触状态影响基底接触压力的分布,基底接触压力峰值和滑移峰值呈现出中间小,两端大的特征,分布规律具有一定的对称性,在筏板基础中部较大范围内,基底接触压力峰值变化不明显。随着输入地震动强度的提高,同一部位基底接触压力峰值和滑移峰值增大。
　　(4)基于土-结构动力相互作用的机理,对考虑相互作用影响的密肋复合墙结构顶层位移组成进行分解分析,得到了不同地震动强度激励下,基础平动位移分量、基础转动位移分量和结构变形位移分量在结构顶层总位移中所占的比重。
　　(5)从影响密肋复合墙结构地基基础动力相互作用的相关参数出发,进行参数影响分析,研究了相关因素对密肋复合墙结构地基基础动力相互作用效应的影响程度及其变化规律,对密肋复合墙结构的抗震设计提出了一些参考建议。

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1 绪论

1. 1 选题的背景及意义

1. 2 土-结构动力相互作用的研究历史与现状

1. 3 密肋复合墙结构的研究现状

1. 4 本文研究的主要内容

2 土-结构动力相互作用的基本原理与分析方法

2. 1 引言

2. 2 土-结构动力相互作用

2. 3 土-结构动力相互作用的分析方法

2. 4 有限元法的基本原理与分析步骤

2. 5 动力平衡方程的建立与数值解法

2. 6 本章小结

3 密肋复合墙结构地基基础动力相互作用相关问题探讨

3. 1 引言

3. 2 整体计算模型的建立

3. 3 密肋复合墙结构简化计算方法

3. 4 地震波的反演

3. 5 自由场地震反应分析及程序验证

3. 6 地基基础动力相互作用分析

3. 7 接触非线性对密肋复合墙结构地基基础动力相互作用的影响

3. 8 本章小结

4 地震作用下密肋复合墙结构地基基础动力相互作用分析

4. 1 引言

4. 2 计算模型与基本假定

4. 3 地震波选择与输入

4. 4 动力特性分析

4. 5 密肋复合墙结构地基基础动力相互作用效应分析

4. 6 基础的滑移和基底接触压力的分布

4. 7 密肋复合墙结构位移组成分析

4. 8 本章小结

5 密肋复合墙结构地基基础动力相互作用参数影响分析

5. 1 引言

5. 2 剪切波速的影响

5. 3 土层结构的影响

5. 4 基础刚度的影响

5. 5 本章小结

6 结论与展望

6. 1 本文的主要工作和成果

6. 2 后续课题研究的展望

致谢

参考文献