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-结构相互作用下弦支穹顶结构动力性能分析

目前对弦支穹顶结构抗震计算一般基于刚性地基假定,但由于基础周围土体并非刚性,在地震作用下会产生变形。为研究弦支穹顶结构在地震作用下考虑土结构相互作用动力响应,建立跨度为92 m的弦支穹顶结构土-结构相互作用有限元模型。基于修正S-R(Sway-Rocking)方法的土体简化模型,分析土-结构相互作用下弦支穹顶结构的自振特性及地震响应特征。研究表明:考虑土-结构相互作用后,弦支穹顶结构的自振频率明显减小;在地震作用下,弦支穹顶上部网壳结构的杆件最大压应力和节点最大位移明显增大,而撑杆最大压应力和斜拉杆及环索的最大拉应力均有所减小。     

考虑土-结构相互作用的超高层结构地震非线性分析

目前,对于超高层结构进行动力弹塑性分析时,大多采用刚性地基假定,并忽略土-结构相互作用的影响。为了研究土-结构相互作用对超高层结构的影响,建立精细化的土体-地下室-上部结构三维非线性有限元模型,并对一栋高度366 m超高层塔楼进行了罕遇地震动力弹塑性分析。首先根据工程场地条件进行了一维等效线性化分析,以获取土层的地震反应。然后,利用波动法解决了在三维土层地震波动输入的问题,并验证了所采用方法的准确性。计算结果表明：与刚性地基假定相比,考虑土-结构相互作用会增加塔楼的自振周期;在预估的罕遇地震作用下,考虑土-结构相互作用后,塔楼的整体地震反应减小;塔楼层间位移角在低区增大,在高区减小,高区最大层间位移角减小,呈现变形向底部转移的趋势;塔楼高区墙体损伤减轻,结构整体刚度退化程度减小,同时基底剪力和倾覆弯矩降低;塔楼巨柱个别位置的内力增大,忽略土-结构相互作用的影响可能会导致设计结果偏于不安全;所提出的方法能够全面考虑场地土的影响,较为真实地模拟超高层结构的地震响应。     

考虑土-结构相互作用的空间结构抗震研究现状及展望

目前大跨空间结构抗震研究的分析模型主要是基于刚性地基假设.为了更好地反映空间结构在地震作用下的反应性能,有必要把上部屋盖与下部支承结构以及下部地基作为一个整体建模分析.土结构相互作用在高层结构中研究得比较充分,空间结构研究土结构相互作用则较少.本文从土-结构相互作用模型、辐射阻尼以及地震动输入三方面对研究现状进行总结.考虑土-结构相互作用的空间结构抗震的深入研究将有助于空间结构的更合理的抗震设计.     

桩-土-结构相互作用下网壳结构简化计算方法

基于桩-土相互作用中地基土的离散模型和有限元模型,采用空间S-R模型和整体有限元法分别建立桩-土-单层柱面网壳结构相互作用的简化模型和一体化模型,简化模型中将地基土以离散的弹簧单元模拟,通过与一体化模型的对比分析,探究空间S-R模型分析桩-土-结构相互作用下大跨空间结构的适用性和精确度。研究表明:采用空间S-R模型建立的简化模型能够较好地模拟网壳结构自振特性和网壳屋盖地震响应,便于工程应用。简化模型得到的网壳屋盖第一阶自振频率与一体化模型的计算误差在10%之内,在不同地震作用下,简化模型得到的网壳屋盖节点加速度峰值与一体化模型结果的最大误差为13.05%,位移最大值的最大误差为7.20%,杆件内力最大误差为9.59%。     

双层柱面网壳弹塑性抗震性能

对双层柱面网壳的弹塑性抗震性能进行了探讨。采用理想弹塑性模型 ,通过结构非线性分析程序ADINA ,对双层柱面网壳结构进行了地震作用下的弹塑性分析。利用EL Centro地震波对网壳结构进行时程地震反应分析 ,考察了杆件进入塑性后网壳的地震响应和抗震性能 ,揭示了这类网壳的弹塑性性能特点     

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.     

上海中心大厦桩-土-结构Miranda模型的地震反应分析

采用ANSYS软件分别就刚性地基假定下上海中心大厦Miranda模型、考虑桩-土-结构相互作用的上海中心大厦Miranda模型进行了动力时程分析,并对两者进行了比较,得出一些有益的结论.本文还提取了相互作用模型基底处的加速度耦合项,与原地震波叠加,形成修正地震波,将修正地震波输入到以刚性地基为假定的上部结构中以考虑相互作用带来的影响,为减小结构抗震计算规模提供了支撑.     

高层建筑考虑土－结构相互作用的地震反应分析

基于地基基础刚性假设的设计方法不再被认为是偏于保守的设计方法,文章采用有限元软件ABAQUS,将桥梁抗震分析中应用的土柱模型用于高层建筑与地基土相互作用分析中,对两种不同高宽比的框架模型进行地震反应分析数值模拟,分别对比了考虑土与结构作用和不考虑相互作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,研究结果对结构抗震设计和安全使用提供科学依据。     

采用滚动隔震的两种结构考虑土-结构相互作用影响研究

针对高烈度区采用滚动隔震的框架结构及框剪结构,研究考虑土-结构相互作用对于结构性能的影响,运用ANSYS有限元分析软件建立结构三维有限元模型,研究对比了不同场地类别下两种结构体系的动力特性及地震响应。结果表明,滚动隔震能有效降低结构的反应。在考虑土-结构相互作用后,两种结构体系自振周期、结构位移等都有一定的增大,框剪结构受到的影响更大。抗震分析时需要考虑土-结构相互作用的影响。