考慮土—結(jié)構(gòu)動力相互作用的高臺基木結(jié)構(gòu)古建筑地震反應(yīng)分析.pdf

1、中國木結(jié)構(gòu)古建筑在世界古建筑體系中占有非常重要的地位，對其抗震性能進行分析和研究具有重大的歷史與現(xiàn)實價值。長久以來，對于木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)抗震分析采用的都是剛性地基假定，在進行計算時僅僅考慮了上部結(jié)構(gòu)，將自由場地表反應(yīng)作為地震動輸入結(jié)構(gòu)。雖然這種方法易于處理，模型簡單，計算方便，但是這種模型計算出的地震反應(yīng)與實際結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有一定的差別。
　　本文以西安東門箭樓為背景，采用ANSYS的APDL語言建立四種不同的計算分析模型，并對

2、四種模型進行了模態(tài)分析及動力時程分析，總結(jié)土—結(jié)構(gòu)動力相互作用對上部木結(jié)構(gòu)的動力特性、變形特性及結(jié)構(gòu)內(nèi)力反應(yīng)的影響。
　　介紹了土—結(jié)構(gòu)動力相互作用的概念，對近年來土—結(jié)構(gòu)動力相互作用的研究成果進行了總結(jié)。
　　建立了均勻半空間水平成層土壤的一維理想化模型，在一維重復(fù)波動理論的基礎(chǔ)上，利用SHAKE91程序進行自由場地震動反演分析，得到了下部土體各層的加速度、應(yīng)力、應(yīng)變時程，結(jié)果表明基巖處的地震動傳播到地表時其波型變化不大但

3、是幅值有較大的增加，地震波的高頻成分減少而低頻成分變得更加豐富，說明土體對地震波具有濾波和放大作用。
　　通常情況下對加速度波形進行連續(xù)積分即可得到速度時程和位移時程，但事實上在直接積分時會出現(xiàn)位移基線漂移的現(xiàn)象，根據(jù)最小二乘速度時域校正法基本原理編制Fortran程序?qū)λ俣群臀灰茣r程曲線進行調(diào)整，得到了比較滿意的結(jié)果。
　　建立了西安東門箭樓的四種計算分析模型，并對模型進行模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析及動力時程分析。
　　模

4、態(tài)分析結(jié)果表明，考慮土—結(jié)構(gòu)動力相互作用后，結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型與剛性地基假定的情況下相比都發(fā)生了很大的改變，結(jié)構(gòu)的自振頻率出現(xiàn)了不同程度的降低，結(jié)構(gòu)某些振型的出現(xiàn)順序也發(fā)生了一定的改變。
　　反應(yīng)譜分析及動力時程分析結(jié)果表明，考慮土—結(jié)構(gòu)動力相互作用后，剛性基底整體模型得到的上部結(jié)構(gòu)各層的絕對加速度、相對柱腳位移及各層的剪力都較剛性地基情況下有較大的增大；考慮基底的柔性后，上部結(jié)構(gòu)的加速度較剛性基底情況下略有下降，且在Taft波