地震作用下高层建筑上部结构—桩——土体系的相互作用分析

《地震作用下高层建筑上部结构—桩——土体系的相互作用分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800163硕士学位论文（学生类别：全日制专业型硕士研究生学科名称：建筑与土木工程论文题目：地震作用下高层建筑上部结构—桩—土体系的相互作用分析英文题目：AnalysisOfHigh-RiseBuildingSuperstructure-Pile-SoilMassInteractionUnderEearthquake学生姓名：魏明杰导师姓名：杨晓明副教授二○一八年四月内蒙古工业大学硕士学位论文内蒙古工业大学硕士学位论摘要结构抗震设计是建筑物抵抗地震破坏作用的必要手段。目前，无论是建筑地基基础设计规范

2、还是建筑抗震设计规范都是基于常规设计方法而言，没有考虑地基土、基础对上部结构的影响，而大量实验数据和理论分析表明，地震作用下上部结构—基础—地基土之间存在相互作用。研究表明，地震作用下结构在实际工程中的受力与变形情况与采用常规设计方法求得的计算结果存在一定的差异。从经济上讲，部分构件可能会出现材料浪费，就安全而言，可能会导致结构发生破坏。因此，研究地震作用下上部结构—桩—土体系动力相互作用分析是当下土木工程领域中的热点研究课题之一。本文利用ANSYS软件建立了一系列框剪结构模型并进行有限元分析，通过分析比较，本文指出常规设计方法（即不考虑桩、土对上部

3、结构的影响）存在的不足之处，并针对结构在实际工程中受力、变形情况，提出一些参考性建议。本文展开对以下几个方面内容的研究：本文系统的总结了国内外现阶段几种常用的上部结构—桩—地基土动力相互作用的分析模型与计算方法的研究成果。确定了适用于本文模型的相关参数、单元类型、不同单元之间的连接问题，结构阻尼的确定以及地震波的选取与调整原则。本文通过对其模型的模态分析、多遇地震作用下的弹性时程分析，比较考虑相互作用与假定底部完全固定时，结构的动力特性及动力反应的变化规律；并探讨改变桩径尺寸、地基土刚度时，上部结构的模态分析结果与动力响应分析结果的变化情况。分析结果

4、表明：考虑相互作用较常规设计方法其上部结构的振动特性、位移、速度、加速度、内力均发生变化，尤其是结构内力变化不容忽视；一定范围内适当的增加桩径的尺寸，结构体系的自振周期发生变化，且对上部结构的变形、受力有一定的影响；随着地基土刚度变化，结构体系的自振周期及其地震响应均发生改变。关键字：相互作用；模态分析；弹性时程分析；动力响应分析I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractInordertoavoidthedamageofthebuildingduringtheearthquake,theseismicdesignofbuildingmustbedo

5、ne.Atpresent,bothDesignCodeforFoundationofBuildingsandSeismicDesignCodeofBuildingsarebasedonconventionaldesignmethods,ignoringtheinfluenceoffoundationsoilandfoundationsonthesuperstructure.However,alargenumberofexperimentaldataandtheoreticalanalysisshowthatthereareinteractionsbe

6、tweensuperstructure,foundationandfoundationsoilunderearthquake.Theresultsshowthatthestressanddeformationinpracticalengineeringofthestructureundertheearthquakeactionaredifferentfromthosecalculatedbytheconventionaldesignmethod.Fromaneconomicpointofview,materialmaybewastedonsomeco

7、mponents,asfarassecurityisconcerned,itmaycausestructuraldamage.Therefore,itisoneofthehotresearchtopicsinthefieldofcivilengineeringtostudythedynamicinteractionanalysisofthesuperstructure-pile-soilsystemunderearthquake.Thispaperusesansyssoftwaretoestablishaseriesofframe-shearstru

8、cturemodels,Andthefiniteelementanalysisiscarriedout.Th