土—多層框架結(jié)構(gòu)動力相互作用試驗研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析多采用剛性地基假定，大量的試驗研究和理論分析表明結(jié)構(gòu)實際的地震反應(yīng)，土-結(jié)構(gòu)動力相互作用對結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)具有十分重要的影響，因此地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用問題的研究對正確預(yù)測結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)具有十分重要的意義，也是近二、三十年來地震工程研究領(lǐng)域中的熱點和難點課題之一。
　　 結(jié)合國家十二五科技支撐計劃項目“村鎮(zhèn)建筑節(jié)能與抗震關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2011BAJ08B02)和湖南省科技重點項

2、目“農(nóng)村民居抗震實用技術(shù)及相關(guān)政策研究”(06sk4057);本文對土與結(jié)構(gòu)動力相互作用進行了一系列試驗研究，以期了解動力相互作用的效果及規(guī)律，本文一共分為四章，其主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的重要性，以及課題研究的必要性，回顧土與結(jié)構(gòu)動力相互作用的理論研究的發(fā)展歷史、各種研究方法以及本領(lǐng)域的一些主要的研究問題，并特別介紹了本領(lǐng)域的研究成果在國內(nèi)外抗震設(shè)計規(guī)范中的應(yīng)用。
　　 (2)介紹鋼框架激振

3、試驗的試驗概況，確定試驗場地，通過試驗得出場地土的物理特性，三層、六層鋼框架試驗?zāi)Ｐ偷脑囼灩r及試驗方案，通過改變上部結(jié)構(gòu)的剛度并對結(jié)構(gòu)輸入不同的激勵波形，與剛性地基上的結(jié)構(gòu)反應(yīng)進行對比分析。
　　 (3)通過剛性地基上的鋼框架模型與土槽中的鋼框架模型激振試驗做對比，說明在Ⅱ類場地土上也有必要考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用，且考慮相互作用可為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供正確的動力分析結(jié)果。土體對上部結(jié)構(gòu)有一定的減震效果，隨著上部結(jié)構(gòu)剛度的增加水平地震

4、剪力折減系數(shù)呈減小趨勢。試驗反映了Ⅱ類場地土的土-結(jié)構(gòu)相互作用的規(guī)律;當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的剛度在某一值附近時，結(jié)構(gòu)的自振周期與場地土的特征周期接近，上部結(jié)構(gòu)與地基土?xí)a(chǎn)生共振，試驗結(jié)果顯示會很大程度上加大上部結(jié)構(gòu)的地震作用，增加上部結(jié)構(gòu)的底部剪力;以此也反映了頂層加速度和頂層位移反應(yīng)隨剛度變化呈現(xiàn)出一定變化的規(guī)律。通過改變上部結(jié)構(gòu)剛度六層鋼框架和三層鋼框架的動力反應(yīng)相似，能夠反映Ⅱ類場地土與結(jié)構(gòu)動力相互作用的規(guī)律，而土與結(jié)構(gòu)相互作用不僅與上下部

5、剛度相關(guān)還與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)高寬比相關(guān)。
　　 (4)通過理論計算推導(dǎo)了等效單自由度的頂部激振與輸入地震反應(yīng)的等效關(guān)系，說明在頂部激振也能反映土-結(jié)構(gòu)動力相互作用，同理樓面激振理論上也可反映土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的效應(yīng)，證明了試驗的有效性;對試驗的不同工況進行分析，考慮三種影響土-結(jié)構(gòu)動力相互作用(SSI)效應(yīng)的因素，剛度比、質(zhì)量比和高寬比;單質(zhì)點體系的土與結(jié)構(gòu)動力相互作用分析模型(SR模型)計算各工況的周期比與實測周期比存在一定