水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法

基于 Penzien 提出的集中质量法,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串,以弹簧和阻尼器模拟周围土体,建立土-桩-结构动力相互作用的分析模型,给出相互作用参数的确定方法,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性,通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应.运用此模型对某180m 混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析,得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致,但考虑桩-土-上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长,变形增大,剪力和弯矩相应减小.桩-土-上部结构相互作用增加了结构的柔性,改善了结构的抗震性能.     

考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析

以三水二桥为实例,采用结构有限元法对具有单肢薄壁墩的连续刚构桥进行水平地震反应分析,分析时考虑了桩-土相互作用和结构-水相互作用以及不同水深对结构地震反应的影响。计算结果表明：桩-土相互作用和结构-水相互作用对该种连续刚构桥的抗震是不利的;按反应谱法计算所得桥墩的横向内力较大,按时程分析法计算所得主梁内力和桥墩的纵向内力较大;连续刚构桥抗震设计时应采用反应谱法和时程分析法相结合进行分析,所得的成果和分析结论可供同类桥抗震分析参考。     

考虑土-桩-结构相互作用的体育馆看台地震响应分析

基于对分层土条件下的土-群桩基础动力阻抗函数的求解,采用常数阻抗法结合子结构方法对体育馆看台进行了考虑土-桩-结构相互作用的地震响应分析.结果表明:由于地震波频谱特性的差别,体育馆看台结构在不同地震波作用下的最大位移、最大加速度等响应有所差别,EL-Centro波与人工波接近,TAR_TARZANA波作用下响应略小;三层看台的地震响应总体上较一层看台响应有明显的放大.     

高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法及应用

将土与结构作为一个整体,采用平面土-结构相互作用模型,提出了高层建筑土-结构相互作用地震反应分析方法.上部结构采用平面框架-剪力墙(筒体)协同工作模型;地基以高度为H、宽度为B、厚度为t的土体来模拟;土体在静力分析时采用Duncan-Chang模型,动力分析时采用等效线性化模型;基础根据其形式及刚度,分别以梁单元、刚块单元或受弯板单元来模拟.从2个场地覆盖土层较厚的高层建筑为算例,阐明了土-结构相互作用对高层建筑地震反应的影响及该方法的适用性.     

地基参数以及结构层数对桩-土-结构相互作用的影响

用有限元法建立了桩基多层结构体系的平面模型．并结合算例进行相互作用体系的地震反应分析．为了考察参数变化对反应的影响，例题中分别改变桩基参数．上部结构层数．对考虑相互作用后结构体系的自振周期、内力等的变化情况进行了对比分析．得出了地基越弱．楼层越高．相互作用影响越大的结论．可供工程设计参考．     

桩-土-结构相互作用研究综述及展望

鉴于桩-土-结构相互作用对结构物的动力特性及地震响应的影响,对国内外桩-土-结构相互作用研究历史和现状进行了总结。介绍了国内外桩-土-结构相互作用的四大类研究方法：震害调查、数值方法、理论分析方法和试验方法,并分析了各优缺点及存在的主要问题。最后指出接触面本构模型的完善、计算方法的改进、数值分析与试验相结合、震害调查和原型观测资料的收集、空间分析模型研究是桩-土-结构相互作用问题研究的发展方向。     

地下室对邻近地表和地下结构地震响应的影响

为确定土结构相互作用影响程度以及地下室对地表结构、 地下结构和场地土响应的影响, 构建了自由场、 地下结构-土-不带地下室地表结构以及地下结构-土-带地下室地表结构3 个模型, 计算其在不同地震动作用下的地震响应规律。 对比分析表明: 1)地表结构的存在导致周围土表响应增大, 影响范围超过7倍的结构基础宽度, 且相比于无地下室的情况, 有地下室存在时增大程度更为明显; 2)输入地震动较小时,无地下室地表结构的加速度和层间相对位移响应分别比有地下室地表结构大8%和20%, 而输入地震动较大时, 地下室的影响规律并不明显; 3)输入地震动较小时, 地下室的存在对邻近地下结构变形的影响较小,而输入地震动较大时, 地下室的存在导致临近地下结构层间位移角增大。 因此, 在实际工程中应考虑地下室对地表结构与地下结构地震响应的影响。     

考虑土-结构相互作用的框架结构地震时程分析

为了研究一种有效和实用的土-结构相互作用分析方法,了解土-结构相互作用对上部结构地震反应的影响,采用SAP2000建立上部结构和相互作用体系模型,分别对两种体系进行地震时程分析.通过自由场分析,发现不同场地和不同地震波的加速度放大系数并不相同;得到考虑和不考虑相互作用的框架结构各层加速度时程曲线、各层位移曲线和各层层间剪力.考虑相互作用后,上部结构地震反应会有所不同,因此,考虑土-结构相互作用的地震反应分析方法是必要的.     

渡槽结构中桩土动力相互作用分析方法探讨

重点研究了渡槽结构桩土动力相互作用的数值分析方法,建立了能反映桩体与土体相对运动和其实际几何尺寸的非线性桩土动力相互作用的分析模型。以南水北调中线穿黄渡槽结构桩土动力相互作用问题为研究对象。分别采用传统的M法和非线性有限元法进行了数值模拟计算。结果表明,在地震作用下,所建的非线性模型与M法相比,无论墩顶位移还是桩体的应力,M法的结果偏大1~2倍,采用M法的计算结果是偏于安全的。     

结构--土相互作用体系地震作用简化计算方法

首先建立了结构-土相互作用体系的运动方程,给出了等效体系的频率和阻尼比与基础固定结构与地基土的频率和阻尼比之间的关系式.由于新规范的地震影响系数α的取值一般要求阻尼比在0.01～0.2之间,考虑结构-土相互作用后体系的频率会减小,阻尼比可能会超出范围,因此在求α时必须用结构-土相互作用体系的频率和阻尼比,并且用阻尼比影响因子Ba进行修正,在求得总地震作用后再根据底部剪力法得到各质点的地震作用取值,并通过实例说明该方法的应用.     

地震作用下桩-土共同作用对上部结构的影响分析

为了更深入地研究分析桩－土共同作用对上部结构的影响,把多自由度体系简化为剪切杆,用离散化的方法,从理论上分析,在共同作用下,上部结构的内力变化,为上部结构设计提供依据。     

对时程分析中地震波输入的几点认识

本文简要论述了时程分析中地震波输入的一些关键控制因素,为土木工程设计人员提供参考。     

水平荷载作用下群桩-土-结构共同作用分析

陆上软土地区和海上的一些构筑物,诸如塔桅结构、海洋平台等设计时水平荷载将起控制作用,在水平荷载作用下考虑群桩效应的桩-土-结构共同工作的研究是一个比较复杂的问题.依据文克尔相互作用模型,提出了一个较方便实用的群桩效应计算方法,根据等效桩的概念建立了考虑群桩效应的桩-土-结构共同工作的计算模型,通过编制计算程序进行了算例分析,结果表明考虑群桩效应后各桩的弯矩有较大幅度的增加,在设计以水平荷载为主的构筑物时应给予充分重视.计算模型和计算方法对该类构筑物的概念设计或初步设计具有一定的意义.     

非线性土—结动力相互作用的时域子结构分析

采用子结构方法分析了二维平面应变有限元土—结动力相互作用。为研究土—结相互作用的影响,进行了土—结相互作用问题的完整分析,即考虑线性和非线性土—结相互作用及不考虑土—结相互作用进行了分析计算。土—结相互作用的时域分析计算量很大,为减小计算量,提出了计算褶积分的有效方法。算法基于单位脉冲反应矩阵在某个时间步后的线性时间关系进行近似求解,即采用递归算法。对长模拟时间,这种时间近似求解能显著减小计算量。     

土与结构相互作用体系演变随机激励响应分析

应用Priestley提出的随机演变谱理论,考虑地震动强度和频率的非平稳特性,根据规范(GBJ50011 2001)场地划分标准以及线性时不变体系对随机激励的传递关系,分析土与结构相互作用体系在非平稳随机地震激励下的响应.调制函数是时间和频率的函数.通过算例分析表明:对于相互作用体系应该考虑地震动强度和频率的非平稳特性.     

地震荷载作用下海洋平台结构物动力可靠度分析

主要针对地震荷载作用下的海洋平台结构动力可靠性问题进行研究。海洋平台动力可靠性实质上是综合应用动力响应理论和概率理论，先对平台结构响应特性起主要影响作用的随机变量进行抽样，然后进行平台结构随机响应分析，并对响应结果进行概率统计分析，进而求得平台结构动力可靠性。本文分析过程中，考虑了地震裂度、地震输入方向、不同地震波等因素对结构响应的影响。应用本文所提出的海洋平台结构物动力可靠度分析方法，结合工程应用，进行南海某三腿海洋平台动力可靠性评估。分析结果表明，考虑了柱－土共同作用后，平台结构刚度降低，系统结构更为柔软，因此考虑桩－土共同作用后的结构响应比考虑六倍桩径处固定时的结构响应小；南海某三腿海洋平台体系动力可靠指标小于目标可靠指标，该平台在实际工程应用中是安全、合理和可行的。     

Ⅳ类场地土与结构相互作用的隔震分析

以某8层框架结构为例,使用ETABS软件进行时程反应分析,可以得到考虑土与结构相互作用时橡胶隔震体系、滑移隔震体系等不同模型在第Ⅳ类场地的自振周期、层间剪力、最大位移等情况,得出不同结构的自振周期都有延长,各层位移增大,滑移隔震体系相对于普通结构和橡胶隔震体系而言,剪力和层间位移都大幅度降低,因此在第Ⅳ类场地使用滑移隔震体系效果更好。     

桩-土-上部结构耦合震动研究

文章通过桩-土-上部结构并列质点系模型进行计算分析,并与基础固定时的结构地震动反应进行比较,探讨了不同上部结构刚度在同一地基场地上的地震动反应和同一上部结构刚度在不同场地的地震动反应。     

并联复合隔震结构地震反应时程分析

利用时程分析法对并联复合隔震体系的地震反应进行了分析。通过对并联复合隔震体系和基础固定两类结构的对比计算表明,并联复合隔震体系能够降低上部结构的地震反应,提高建筑物的抗震能力。