黃土地區(qū)密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)靜動(dòng)力共同作用分析.pdf

1、密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)是一種適應(yīng)我國(guó)國(guó)情、滿足墻體材料革新及建筑節(jié)能要求的生態(tài)、節(jié)能、減震、裝配整體式住宅結(jié)構(gòu)新體系，目前在地震多發(fā)且烈度較高的黃土地區(qū)已得到較多的應(yīng)用。目前在該結(jié)構(gòu)體系工程應(yīng)用中，均按照基礎(chǔ)剛性假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而沒(méi)有考慮共同作用的影響，這與實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力特性有較大的出入，顯然不甚合理。
　　 本論文主要對(duì)黃土的靜、動(dòng)力特性進(jìn)行研究并建立相應(yīng)的本構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上針對(duì)某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系展開(kāi)深入細(xì)致的分析，對(duì)其進(jìn)行靜、動(dòng)荷

2、載作用下的共同作用特性研究，并提出了該結(jié)構(gòu)體系在非飽和黃土地區(qū)與地基基礎(chǔ)動(dòng)力相互作用的實(shí)用計(jì)算方法，其主要研究?jī)?nèi)容及取得的成果如下：
　　 1、通過(guò)重塑黃土和原狀黃土的靜力三軸試驗(yàn)，對(duì)不同圍壓、不同含水量下原狀土及重塑土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析，研究相同情況下原狀土和重塑土變形性能的聯(lián)系和區(qū)別，提出合理結(jié)構(gòu)性參數(shù)并研究其變化規(guī)律，建立原狀黃土考慮結(jié)構(gòu)性影響的靜力本構(gòu)模型。
　　 2、通過(guò)原狀黃土的動(dòng)三軸試驗(yàn)，分析不同

3、圍壓、不同含水量及不同固結(jié)比對(duì)原狀黃土動(dòng)力特性的影響，由此得出原狀黃土的動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、動(dòng)模量一動(dòng)應(yīng)變的關(guān)系以及最大動(dòng)彈模、阻尼比的數(shù)學(xué)表達(dá)式，從而建立原狀黃土的動(dòng)力本構(gòu)模型。
　　 3、根據(jù)密肋復(fù)合墻體的構(gòu)造特點(diǎn)，采用漸進(jìn)均勻化方法得到墻體的宏觀復(fù)合本構(gòu)關(guān)系；基于ANSYS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)原狀黃土的靜力結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，在地基與基礎(chǔ)之間設(shè)置Goodman接觸單元，然后在共同作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，對(duì)某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行靜

4、力共同作用數(shù)值分析，并就影響共同作用的因素進(jìn)行了分析。
　　 4、根據(jù)結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)布置以及抗側(cè)剛度的大小分別相等的等效原則建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)的動(dòng)力宏觀力學(xué)模型—一框架一復(fù)合彈性板力學(xué)模型，采用考慮地基非線性的粘彈性邊界模擬土體的側(cè)向邊界，利用所建立的動(dòng)力本構(gòu)模型，對(duì)某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行動(dòng)力共同作用數(shù)值分析，研究在考慮SSI效應(yīng)與基底固結(jié)時(shí)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及抗震性能的變化，總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律，為工程實(shí)踐與設(shè)計(jì)提供可借鑒的理論依據(jù)。<

5、br>　　 5、針對(duì)黃土的非飽和特性，基于單相流固結(jié)理論及Bishop有效應(yīng)力原理，求得非飽和黃土的地基阻抗，在求得上部結(jié)構(gòu)剛度及阻尼的基礎(chǔ)上，采用兩步設(shè)計(jì)法，將土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的多自由度體系等效為考慮動(dòng)力相互作用的三自由度體系，進(jìn)而等效為剛性地基假定的等效單自由度模型，結(jié)合算例驗(yàn)證其合理性，為工程應(yīng)用提供土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用體系的實(shí)用計(jì)算方法。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于：
　　 1.結(jié)合黃土的靜三軸試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)基于

6、ANSYS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)所得靜力結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型的二次開(kāi)發(fā)，揭示了考慮共同作用情況下密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系靜力特性的變化規(guī)律。
　　 通過(guò)重塑土和原狀土的靜力三軸試驗(yàn)，建立原狀黃土考慮結(jié)構(gòu)性影響的靜力本構(gòu)模型，并基于ANSYS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)該模型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；根據(jù)密肋復(fù)合墻體的構(gòu)造特點(diǎn)，采用漸進(jìn)均勻化方法得到了墻體的宏觀復(fù)合本構(gòu)關(guān)系；隨后在地基與基礎(chǔ)之間設(shè)置Goodman接觸單元，在此基礎(chǔ)上，建立某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系考慮土一結(jié)構(gòu)相互作

7、用的數(shù)值計(jì)算模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算，揭示了考慮共同作用情況下密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系靜力特性的變化規(guī)律。
　　 2.結(jié)合土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用理論，建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系考慮土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的數(shù)值計(jì)算模型，揭示了土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性及地震反應(yīng)的影響規(guī)律。
　　 通過(guò)原狀黃土的動(dòng)三軸試驗(yàn)，建立原狀黃土動(dòng)力等效線性化模型；根據(jù)結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)布置以及抗側(cè)剛度的大小分別相等的等效原則建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)的宏觀力學(xué)模