土-箱形基礎-RC框架結構動力相互作用試驗研究與模擬分析.pdf

1、結合國家自然科學基金課題《地基-基礎-上部結構相互作用體系動力特性研究》(NO.50278033)，本文圍繞土-箱形基礎-RC框架結構動力相互作用這一課題，在前人研究成果的基礎上，對動力分析中的接觸模型作了新的探討，并通過試驗分析和數(shù)值計算上作了相應的研究對比；同時研究了上部結構與土的各項動力參數(shù)對動力相互作用的實際影響，并且進一步利用上述研究得出的結果，通過數(shù)值分析探討了關于采用換土改變地基剛度而起到隔震的效果，將土-動力相互作用研究

2、的成果引入工程抗震設計的實際工作去。本文共分五章，分別作了如下工作： 1、回顧了土與結構動力相互作用的理論研究工作的發(fā)展歷史，各種分析方法的特點及應用情況，并特別介紹了土與結構界面模型的研究歷史，本文的研究正是在前人的這些工作基礎上展開的。 2、介紹了野外大比例模型試驗各方面的情況，包括模型所在地的地質(zhì)條件概況、模型本身的詳細情況、試驗中測點布置以及各項動力試驗的基本情況等。 3、通過有限元軟件MSC.Marc建

3、立了野外大比例試驗模型結構的三維實體有限元分析模型，并且詳盡介紹了關于模型的網(wǎng)格劃分、人工邊界的處理、動力相互作用中的非線性模擬，采用的計算方法等數(shù)值分析的各個環(huán)節(jié)。然后對分析模型進行了若干工況的數(shù)值模擬，并與現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)作了對比分析并驗證了本文所建的有限元模型的可靠性和準確性。 4、介紹了目前幾種土與結構接觸面常用的界面模型，以及一些大型通用有限元軟件的接觸單元計算原理，然后在前人研究的基礎上考慮土-箱基動力相互作用中的能量耗

4、散，計入阻尼成分，提出了一種改進的Goodman三維土-箱基接觸單元，并推導了相應的接觸單元的單元剛度矩陣。同時將這種改進的Goodman單元在Marc軟件里通過考慮阻尼的彈簧模擬實現(xiàn)，并對整個結構體系進行了不同地震加速度峰值輸入下的地震反應分析。 5、基于前述的研究成果，在原有數(shù)值模型上改變上部結構的質(zhì)量分布、混凝土彈性模量、剛度分布以及土性等參數(shù)，研究在土-結構動力相互作用影響下結構動力特性和地震反應的變化規(guī)律。同時利用土性