地基—基礎—結構共同作用抗震分析.pdf

1、常規(guī)的結構抗震設計，是將上部建筑和地基基礎分開計算，作為彼此離散的獨立結構單元進行靜力平衡分析計算?？拐鹪O計是在假設基礎固定后，來對上部結構進行抗震分析的。實際上，地震時土體與上部結構是相互共同作用的。地基-基礎-上部結構的動力共同作用已逐步被廣大設計人員接受。并通過實踐證明，地基土愈軟弱，相互作用愈明顯。地基-基礎-上部結構的動力相互作用對計算建筑的地震反應有重要影響。當其相互作用的影響使建筑所受的地震作用減小時，考慮相互作用會使結構

2、的抗震設計更為經(jīng)濟合理；而有些情況，卻使建筑所受的地震作用增大，考慮相互作用從而避免危險?？梢赃@么說，考慮地基-基礎-上部結構共同作用將使結構抗震設計更具科學性，必然是以后結構設計的一個方向。 本文作者在閱讀了大量的有關地基-基礎-上部結構共同作用的文獻基礎上，發(fā)現(xiàn)對共同作用結構的豎向力作用，也就是如沉降和豎向位移等研究較多，而對水平力作用，也就是動力作用或抗震這方面的文獻并不多。作者在前人的一些分析假定基礎上(如地基土模型的選

3、取、半無限空間土體截取有限空間后的邊界處理、樁土邊界處理等)，對軟弱地基上較柔的高層框架結構分別做了柱底剛接假定的抗震分析和與軟弱地基共同作用時候的抗震分析，共對四種模型進行了抗震計算及分析。本文的重點在第三和第四種模型上。 第三種模型考慮了平行地震波傳播方向的邊界面上應該還存在半空間土體的剪切影響，對地基也應該有一定約束作用，因此又做了第三種模型在第二種模型的基礎上，再在平行于地震波傳播方向的邊界面上設置了剪切彈簧，剛度等按L

4、ysmer及Kublemeyer提出的公式計算。因為很多文獻大多采用Beeks理論，而未考慮到Beeks是以點波源為中心散射到圓柱形邊界面這一前提來推導的，所以考慮到半無限土體在截取一部分土體后的邊界面普遍沒有考慮到邊界土體的剪切影響。 第四種模型是在第三種模型的基礎上更詳細考慮到了樁土作用界面的問題，因為樁土作用界面存在滑移、摩擦、脫離等情況，比較復雜，因此在分析中，本文作者采用了Goodman邊界模型，在筏板與土和樁與土之間

5、設置了Goodman邊界單元。 由于現(xiàn)階段有關考慮樁土共同作用面的文獻大多是研究豎向力作用，而在研究水平力作用方面的文獻不多，大多設計也沒有考慮地基水平剛度的影響，將地基建入模型的工程設計實例更少，要么認為地基的水平剛度無窮大，要么就是根據(jù)地基的大致分類進行譜分析。這在很多情況下是與事實不相符的。本文就是根據(jù)前人的一些地基單元假設，將地基建入模型中進行抗震分析，從而得出考慮共同作用的重要性，更主要的是為考慮共同作用的設計提供一種