考虑土-结构相互作用的高层框架结构地震反应分析

摘要

传统的抗震设计中通常是假定地基是刚性的。显然,这种人为地将上部结构、基础与地基当作相互独立的部分，而不考虑它们三者之间的相互联系,是不符合实际的情况的。随着各种高层建筑结构形式的出现，传统的抗震设计方法已经无法满足不考虑土-结构相互作用表现出的与结构受力情况不符的设计原理。因此，研究土-结构相互作用显得十分必要。
　　本文在总结前人研究成果的基础上,综合相关文献资料，研究了土-结构相互作用下结构的地震反应规律。首先运用ANSYS有限元软件分析,对土体采用Drucker-Prager弹塑性本构模型，对上部结构采用双线性等向硬化弹塑性模型,建立了一个平面的高层建筑土-结构相互作用的简化分析模型。然后利用整体有限元分析法，建立不同场地条件下框架结构的ANSYS算例模型,并对Ⅱ、Ⅲ类场地上的上部结构不同刚度的框架结构输入两种不同的地震波,通过对比是否考虑相互作用下结构的各项地震反应特性分析得到,考虑相互作用后，上部结构的动力特性、剪力最大值、轴力最大值、楼层的位移最大值、楼层的加速度最大值各项地震反应特性都发生了相应改变,并且这种改变是不容忽视的。
　　通过以上分析结论说明考虑土—结构相互作用在结构分析中是必要的,在实际工程设计中应适当考虑,以实现安全经济的最优设计目标。

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1 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2土与结构相互作用的研究现状

1.3 土与结构相互作用研究中需进一步研究的问题

1.4 本文的主要研究内容及安排

2 土—结构相互作用的分析计算方法

2.1 整体有限元法

2.2 子结构法

2.3 集总参数法

2.4 本文采用的分析方法

3 土—结构相互作用简化分析模型

3.1 弹塑性理论

3.2 土体本构模型

3.3 上部结构和基础本构模型

3.4 本章小结

4 土—结构相互作用地震反应分析

4.1 ANSYS建模分析

4.2 地震波的选取

4.3 ANSYS算例分析

4.4 土—结构相互作用地震反应计算结果分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献