巨型框架结构在考虑土—结构相互作用下的地震响应分析论文.pdf

致 谢 在研究生学****和工作期间,得到了老师,家人和朋友的热心帮助与大力支持,值此毕业论文完成之际,谨向所有给予我关心、帮助和支持的人们表示最诚挚的感谢! 首先要感谢我的恩师巩玉发教授,感谢巩老师多年来对我的悉心教导!无论是学****还是生活,巩老师渊博的学识、严谨的治学态度以及兢兢业业的工作作风都给我极大的激励和启迪!导师严以律己、宽以待人的处世哲学, 潜心学问、淡薄名利的生活态度,为我今后的人生道路树立了榜样!饮其流者怀其源,千言万语难以表达对巩老师的感激,只有将他的殷切期望化作我人生道路上不竭的动力!在此,向导师以及导师家人献上我最诚挚的祝福:愿导师合家欢乐、幸福安康! 感谢我的师兄弟们在完成论文期间给予我莫大的帮助;感谢我的兄弟姐妹们陪我一起走过了这难忘的两年半,和我一起分享快乐,分担忧愁;感谢建工研 09 级的全体同学, 有缘与你们相遇是我莫大的幸运,我将永远珍藏这份难得的同窗之情。感谢我的父母及亲人,正是你们多年以来的鼓励和支持才使我能一步一步走到今天, 让我不断的成长进步,我所有取得的成绩无不饱含着你们的心血。最后,向参与我的硕士论文评阅、答辩的评委们及所有关心、支持和帮助过我的亲人和朋友们,表示崇高的敬意和衷心的感谢! - I - 摘 要 巨型框架结构凭借自身传力明确、整体性能好、施工速度快等特点,在现代高层建筑结构中占有越来越重要的地位,并被广泛应用着,其抗震性能的研究也受到了诸多学者的关注。在传统抗震设计中大多沿用刚性地基的假设,而忽略了地基基础与上部结构的相互作用。事实上, 考虑地基—基础—上部结构的相互作用将对最终的分析结果产生较大影响。因此,在对巨型框架结构进行动力响应分析的同时,考虑三者之间的相互作用是十分必要的。参考大量相关文献资料,首先介绍了巨型框架这种结构形式的应用发展及优越性能, 同时对相互作用的理论研究和分析方法进行了系统的总结,并对其发展趋势以及该研究领域存在的问题进行较为全面的阐述。基于以上分析,利用 ANSYS 进行数值模拟,建立巨型框架—筏基—土体相互作用三维有限元模型。着重分析了相互作用对上部巨型框架结构的动力特性及地震反应的影响,并与刚性地基假定情况下的计算结果分析比较;同时分别在Ⅱ、Ⅲ类场地土上对相互作用体系进行地震反应分析,对其内力、变形等变化规律进行归纳对比,总结不同类别场地土对结构体系动力性能的影响。结果表明: (1) 考虑相互作用后,结构体系自振频率减小,周期延长,各楼层最大位移及加速度均有放大现象,且内力变化显著。(2) 在不同类别场地中,结构的位移和内力响应存在较大差异,同时发现场地土较软时,相互作用表现得比较明显。本文验证了考虑地基—基础—上部结构相互作用的必要性,为实际工程中的抗震设计及变形验算提供参考性依据。关键词: 巨型框架;土—结构相互作用;动力特性;地震响应分析 - II - Abstract With the transmitting clearness, good perfor mance and the fast speed of conduction, mega-frame structure plays an increasingly impo rtant role in the modern tall building and has been widely used. Then the seismic performance has been paid more attention. Most of the traditional seismic design follows the assumptions of the rigid foundation, while ignoring the foundation and superstructure inte raction. In fact, considering the soil - foundation - structure interaction has a large effect on final analysis. Th erefore, considering the interaction between the three is necessary for the dynamic propertie s analysis of mega-frame structure. Based on lots of reference, this paper intr oduced the development and superior of the mega-frame structure firstly, systematical