不同场地及地震输入下的土-框架结构相互作用体系地震反应分析

为了研究框架结构在不同场地及不同地震波输入的地震反应,本文建立了土-结构相互作用(SSI)体系有限元模型.对模型进行了模态分析及时程分析,得出以下结论:土-结构相互作用体系的结构频率低于框架结构自振频率,土层刚度越低,结构频率越低.不同波速的场地对地震波的放大效应不同,刚度较大的场地土对低频有明显的过滤作用.场地基频小...     

土-桩-结构相互作用体系非平稳随机地震反应分析

目前,有关土-结构动力相互作用问题的研究基本上多限于确定性的或平稳随机激励下的响应分析.文中基于某基岩加速度反应谱,利用文献[7]的方法求取基岩非平稳随机地震功率谱密度函数,采用有限元方法建立土-桩-结构相互作用体系的三维分析模型,对在非平稳随机地震激励下土-桩-结构相互作用体系进行了反应分析.首先对三种不同场地条件下的土-桩-结构相互作用体系进行了动力特性分析;然后,对在非平稳随机地震激励下桩基承台的反应和自由场反应进行了比较,给出了结构的位移功率谱响应结果.     

基于土-结构相互作用的高层建筑地震反应分析

运用有限元方法建立桩-土-结构的动力相互作用的分析模型,对水平地震作用下考虑和不考虑土-结构相互作用的高层建筑进行二维弹塑性模拟和对比分析。通过对地震反应峰值变化的比较,研究考虑相互作用后的上部结构反应规律,并探讨上部结构刚度变化对相互作用的影响。     

土-结构相互作用对基础隔震体系地震反应的影响

基础隔震技术已广泛地应用于建筑结构、桥梁等工程领域,现有规范和基础隔震抗震理论,忽略了土-结构相互作用的影响。但是,土-结构相互作用对基础隔震体系的影响程度、影响因素是值得探讨的。通过ANSYS软件建立了三维有限元模型,输入El-Centro（N-S）波、TAFT波、唐山滦河地震记录、天津宁河地震记录进行非线性地震反应分析,并对考虑土-结构相互作用的基础隔震体系地震反应影响因素进行分析,得到了一些有益的结论。     

土-结构相互作用对双塔连体结构的地震反应分析

利用ANSYS程序建立了考虑和不考虑土-结构相互作用的双塔连体结构三维有限元分析模型,对水平地震作用下的这两个模型进行对比分析。计算结果表明:在考虑土-结构相互作用后,结构的地震反应如自振周期、位移、地震剪力都受到明显的影响,应予以重视。     

冻土地区土与结构相互作用的地震反应

对多年冻土地区的桩 -土 -结构的地震反应在进行了线性时程分析。上部结构及桩基采用剪切型模型 ,桩侧土抗力地基系数采用m法确定 ,忽略了摇摆的影响。     

基于土-结构相互作用的高层建筑三维地震反应分析

基于刚性地基假定的工程结构抗震计算方法未充分考虑场地土对结构地震反应的影响.为验证土-结构相互作用对高层建筑三维地震反应的影响,本文针对某双塔高层建筑,分别建立了单塔上部结构、双塔整体结构以及土-结构相互作用共同工作三维有限元模型.研究对比了各结构体系的动力特性,并通过地震弹性时程反应分析法进行了结构体系三维地震反应分...     

土结相互作用下有关地震反应的若干问题

土结相互作用下地震反应是进行结构抗震设计需要考虑的一个重要问题,通过两个算例的引用,得出了使用复合地基是进行抗震设防措施的一个好的选择;在进行高层楼房抗震设计时,采用刚性地基的假定并不一定偏于安全的结论.     

土-结构相互作用对不同结构体系随机地震反应的影响分析

本文基于结构随机振动理论,考虑土-结构间的动力相互作用,对框架结构、框剪结构和筒体结构等三种不同结构体系的随机地震反应问题进行了计算,探讨了土-结构相互作用因素对上述三种不同结构体系随机地震反应的影响,分析了三种不同结构体系在位移功率谱响应、加速度功率谱响应和位移方差响应的差异。     

高层建筑物-桩筏基础-地基相互作用体系的计算分析

运用大型有限元软件ANSYS对相互作用体系建立三维有限元模型 ,进行动力特性和非线性地震反应分析。分析结果表明 ,桩土参与相互作用对上部结构地震反应有不容忽视的影响 ,且上部结构相对于地基刚度越大 ,共同效果越明显 ;结构的动力特性和地震反应不仅取决于结构本身的刚度 ,而且与地基特性 ,基础形式等有密切的关系     

土-结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应

分析了整体法在求解土-结构相互作用问题时,其粘弹性人工边界如何设置以及如何在ANSYS里实现的问题,对桩基础桥墩分别采用考虑土-结构相互作用模型和《铁路工程抗震设计规范》中规定的模型进行了地震响应的计算,并对计算结果进行分析和比较,可为桩基础桥墩的设计提供参考。     

Seismic response of multi-storey buildings including foundation interaction and P-Δ effects

This paper presents a method of seismic analysis of multi-storey buildings when both soil-structure interaction and P-Δ effects have been taken into account. The additional overturning moment at each storey due to P-Δ effects is replaced by two fictitious horizontal forces acting in opposite directions at the upper and lower ends of each storey. Then, the governing equation for each floor is developed in which these fictitious horizontal forces are incorporated along with seismic inertia forces. Considering the footing as a rigid disc resting on the surface of an elastic half-space, two equations expressing the equilibrium of the building as a whole in translation and rotation complete the set of equations in terms of floor displacements and two rigid body base displacements. Recognizing that the superstructure alone admits classical normal modes, floor governing equations are uncoupled and substituted into the remaining equations, which results in two coupled integro-differential equations in terms of two rigid body displacements. These two equations can be solved using numerical procedures. The method is applied to two unbraced steel buildings and numerical results are presented for different foundation soil conditions. The influence due to P-Δ effects and soil-structure interactions on the responses of these buildings is discussed.     

下穿隧道-土-地表邻近框架结构相互作用体系

在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影响。拟结合某实际工程,建立盾构隧道-土体-地表邻近框架结构相互作用体系二维数值计算模型,对比分析隧道与邻近框架结构相互之间地震响应影响规律。计算分析表明：①隧道的存在使隧道两侧土体表面出现一个地震响应放大区;②下穿隧道对地表框架结构的地震响应有部分影响,但影响程度有限;③地表结构的存在对隧道结构地震响应的影响较小,可忽略不计。研究成果可为地下结构的规划以及地表结构与地下结构的抗震设计提供参考。     

某摩擦摆隔震框架结构地震反应分析

介绍摩擦摆隔震支座的基本原理,采用可考虑动轴力和双方向耦合的FP模型建立摩擦摆隔震框架结构,分别用ETABS、SAP2000和MIDAS三个软件对摩擦摆隔震框架结构及其对应的非隔震框架结构进行模态分析、反应谱分析以及动力时程分析。结果表明:安装摩擦摆隔震支座能有效地控制位移、加速度和基底剪力等地震反应,削减构件内力;相比于多遇地震,罕遇地震下支座耗能性能得到更充分的发挥、结构响应降幅明显,减震效果更为理想。     

Seismic analysis of asymmetric multistorey buildings including foundation interaction and P-Δ effects

This paper presents a method of seismic analysis of three-dimensional asymmetric multistorey buildings founded on flexible foundations. The building-foundation system considered in this study is a linear elastic N-storey asymmetric building with a rigid footing resting on the surface of a linear elastic soil half-space. The method of analysis also includes the P-Δ effects, in which the additional overturning moment and torsional moment at each storey due to P-Δ effects have been replaced by fictitious lateral forces and torques. The whole system has 3N + 5 displacement degrees-of-freedom. The necessary governing equations have been developed considering the three motions of each floor and the five motions of the whole building. Recognizing that the superstructure alone admits classical normal modes, the governing equations of the floors are first uncoupled in terms of footing displacements using the mode superposition method. Substitution of structural deformations, in combination with the dynamic soil-structure interaction force-displacement relationships into the governing equations of the whole system results in five integro-differential equations for footing displacements, which are then solved by numerical step-by-step time history analysis. The floor displacement responses, storey shears, storey torque, etc., are obtained by back substitution of footing accelerations into the relevant governing equations. As a demonstration of the method of analysis and in order to obtain the soil-structure interaction effects, P-Δ effects, and the eccentricity effects, a 10-storey asymmetric building on soft soil was subjected to El Centro 1940 earthquake excitations. The results show that the soft soil conditions increase the lateral deflections, but reduce the twists, storey shears and torques. Increasing eccentricity increases the floor twists and storey torques, however, it does not modify the lateral deflections at the centre of mass, and the total storey shears. The significance of P-Δ effects along with soil-structure interactions on the response of this building has also been discussed.     

考虑土与结构相互作用的钢筋混凝土框架子结构抗震性能试验研究

独立基础-钢筋混凝土框架结构在遭遇地震时会出现底层柱破坏严重并且柱端出现大量塑性铰的破坏形态,同时考虑到独立基础对底层柱的约束能力会影响上部结构塑性铰的发展顺序,应对土与结构相互作用对混凝土框架抗震性能的影响进行研究.为此,对一榀独立基础-框架子结构开展低周反复荷载试验,分析考虑土与结构相互作用下结构的抗震性能.结果 ...     

Seismic response of low-rise steel moment-resisting frame (SMRF) buildings incorporating nonlinear soil-structure interaction (SSI)

Nonlinear behavior at the soil-foundation interface due to mobilization of the ultimate capacity and the associated energy dissipation, particularly in an intense earthquake event, may be utilized to reduce the force and ductility demands of a structure, provided that the potential consequences such as excessive settlement are tackled carefully. This study focuses on modeling this nonlinear soil-structure interaction behavior through a beam-on-nonlinear-Winkler-foundation (BNWF) approach. The results are compared with those from fixed-base and elastic-base models. It is observed that the force and displacement demands are reduced significantly when the foundation nonlinearity is accounted for. Moreover, the foundation compliance is also found to have a significant effect on the structural response.     

某平面不规则框架结构的地震响应分析

以某平面不规则框架结构为例,通过建立有限元模型,分析了结构的动力特性,采用阵型分解反应谱法对结构进行了地震响应分析,以期为结构的抗震性能评估和合理设计积累一定经验。     

土-结构动力相互作用分析中基于内部子#br# 结构的地震波动输入方法

合理有效的地震波动输入是进行土-结构动力相互作用分析的关键环节,文章基于波动法理论,提出一种新的基于内部子结构的地震波动输入方法。新方法中等效输入地震荷载由计算模型内部截取的子结构的动力分析直接获得,从而使地震波的外源输入问题转化为内源波动问题。与波动法和基于人工边界子结构的地震波动输入方法相比,内部子结构法有效提高等效输入地震荷载求解和地震波动输入的效率;同时在地震波动输入的过程中避免人工边界的参与,从而彻底摆脱以往地震波动输入方法对于人工边界条件的限制,因此该方法更具普适性。文章详细介绍了基于内部子结构的地震波动输入方法在土-结构动力反应分析中的实现方法,并通过地震波斜入射下的自由场算例与土-结构动力相互作用算例,验证新方法的有效性。