地基土—上部结构共同作用体系自振频率计算模型研究

摘要

长期以来，建筑结构抗震设计中的地震反应分析多采用刚性地基假定，计算模型一般仅考虑上部结构。而实际结构总是建在地基基础上的，土──基础──上部结构构成一个整体系统，因此刚性地基假定的计算将会造成一定的误差。目前这个问题已引起了学术界的广泛注意，许多考虑土──基础──上部结构共同作用效应的研究已应用于实际工程。随着大型工程、复杂工程的增多，工程界将会更加重视共同作用效应的问题。 共同作用效应的研究多集中在算法上，但对实际工程来说，利用现有的软件实施共同作用分析是关键。目前结构抗震设计多采用反应谱方法，需要了解结构的自振频率，因此正确确定结构的自振频率至关重要。考虑土－结构效应后结构的自振频率将会发生较大的改变，如何鉴别正确的结构自振频率，是目前结构抗震设计的难点和困惑。 本文围绕地基土一上部结构共同作用体系自振频率的计算问题，建立了考虑土一上部结构共同作用体系自振频率计算的“土体无质量”计算模型，利用软件SAP2000进行了动力有限元参数分析及模型的验证；进行不同结构形式在不同性质地基土上的自振频率计算分析；对常规输入法和整体有限元法计算出的结构自振频率进行了对比分析；并对计算所得到的结果进行了初步的理论分析。 研究得到的主要成果有： ①对影响地基土──上部结构共同作用体系自振频率计算结果的关键参数进行了分析研究，建立了合理的共同作用体系计算模型； ②引入了土体“无质量模型”，并对采用无质量模型对于自振频率计算结果的影响情况进行了分析，验证了“无质量模型”的合理性和优点； ③找出了忽略土体的作用所带来的结构振动频率计算误差与土体弹性模量变化的规律。 ④定性研究了考虑地基土－上部结构共同作用时，结构的计算自振频率均随着地基土弹性模量变化的规律。 本文最后分析了目前研究的不足，并对后续工作提出了建议。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2SAP2000有限元分析参数确定及模型验证

3地基土-上部结构共同作用体系自振频率计算模型分析

4计算结果的初步理论解释

5结束语

参考文献

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