结构与地基共同作用体系随机地震反应分析

摘要

该文以结构随机地震反应分析用的随机地震动为切入点,在归纳和总结国内外随机地震动模型的基础上,采用有限元方法,进一步探讨了考虑土—结构动力相互作用后的结构有效随机地震动输入等问题,并分别以某桥墩、框筒结构及巨型框—筒结构体系为例,对结构与地基共同作用体系进行了较系统的随机地震反应分析.通过该文的计算与分析,得到了以下初步结论:(1)、在定量分析若干典型随机地震动模型的基础上,文中探讨了层土及土—结构动力相互作用等因数对加速度功率谱函数的影响.结果表明,由于对地表土层模拟的不同,有限元结果与Kanai等若干典型随机地震动模型有较大差异,利用有限元模型获得的加速度功率谱函数峰值要明显大于Kanai等人的结果;(2)、通过对层土场地及桩基础的有限元随机地震反应分析,发现在基岩输入白噪声时,土层表面及桩基承台的随机响应结果呈现较明显的窄带特性;(3)、土—结构相互作用对结构的随机地震反应有明显的影响.考虑土—结构相互作用后,上部结构的加速度和位移反应功率谱密度函数的峰值均较刚性地基情形有明显放大,而结构底部主应力功率谱密度函数的峰值则明显降低;(4)、在该文以承台为分析对象的算例中,结果表明,对于运动相互作用情形,桩基承台的位移谱密度响应峰值较自由场表面的响应降低了10％左右,而上部结构的惯性则使承台的位移谱密度响应有所增大;(5)、在该文以群桩为分析对象的土—桩—结构相互作用体系算例中,计算结果表明,群桩角桩桩顶的主应力标准差较中心桩大65％左右,主应力标准差随角桩往中心桩逐渐降低;(6)、通过对在相同场地条件和相同输入情况下箱基和桩基础随机反应结果的比较表明,考虑土—结构相互作用后的桩基础有效随机输入地震动峰值要明显小于箱基情形,在该文算例中,两者相差达59％;(7)、通过对巨型框—筒结构与桩基共同作用体系和巨型—框筒结构与箱基共同作用体系的随机地震反应分析,该文的算例表明,采用箱基形式的结构加速度谱密度和位移谱密度反应峰值均明显大于采用桩基形式的结构响应,巨型框—筒结构的谱密度响应呈现多峰值特征.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1引言

§1.2结构随机振动及土—结构相互作用研究进展

§1.3本文的主要研究工作

第二章随机地震动模型及结构反应分析基本方程

§2.1随机地震动模型概述

§2.2结构随机地震反应分析基本方程

第三章不同地震动随机模型比较及框筒结构随机地震反应分析

§3.1引言

§3.2不同地震动模型的定量分析与比较

§3.3考虑土—结构相互作用的框筒结构随机地震反应分析

1、Kanai-Tkimi 随机模型作为输入时的框筒结构随机地震反应分析

2、欧进萍有色谱随机模型作为输入时的框筒结构随机地震反应分析

3、杜修力随机模型作为输入时的框筒结构随机地震反应分析

§3.4小结

第四章土—桩—结构相互作用体系随机地震反应分析

§4.1概述

§4.2土—结构动力相互作用对承台随机地震反应分析

§4.3土—桩—桥墩结构随机地震反应分析

§4.4小结

第五章不同基础形式下巨型框—筒结构的随机地震反应

§5.1引言

§5.2巨型框—筒结构模型及动力特性分析

§5.3不同基础形式下巨型框—筒结构随机地震反应分析

§5.3.1采用桩基形式时巨型框—筒结构随机地震反应分析

§5.3.2采用箱基形式时巨型框—筒结构随机地震反应分析

§5.3.3两种不同基础形式下的结果比较

§5.4小结

第六章结论与展望

参考文献

致谢

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