考慮土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的高臺(tái)基木結(jié)構(gòu)古建筑地震反應(yīng)分析.pdf

1、中國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑在世界古建筑體系中占有非常重要的地位，對(duì)其抗震性能進(jìn)行分析和研究具有重大的歷史與現(xiàn)實(shí)價(jià)值。長(zhǎng)久以來(lái)，對(duì)于木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)抗震分析采用的都是剛性地基假定，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)僅僅考慮了上部結(jié)構(gòu)，將自由場(chǎng)地表反應(yīng)作為地震動(dòng)輸入結(jié)構(gòu)。雖然這種方法易于處理，模型簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，但是這種模型計(jì)算出的地震反應(yīng)與實(shí)際結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有一定的差別。
　　本文以西安東門箭樓為背景，采用ANSYS的APDL語(yǔ)言建立四種不同的計(jì)算分析模型，并對(duì)

2、四種模型進(jìn)行了模態(tài)分析及動(dòng)力時(shí)程分析，總結(jié)土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)上部木結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、變形特性及結(jié)構(gòu)內(nèi)力反應(yīng)的影響。
　　介紹了土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的概念，對(duì)近年來(lái)土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的研究成果進(jìn)行了總結(jié)。
　　建立了均勻半空間水平成層土壤的一維理想化模型，在一維重復(fù)波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上，利用SHAKE91程序進(jìn)行自由場(chǎng)地震動(dòng)反演分析，得到了下部土體各層的加速度、應(yīng)力、應(yīng)變時(shí)程，結(jié)果表明基巖處的地震動(dòng)傳播到地表時(shí)其波型變化不大但

3、是幅值有較大的增加，地震波的高頻成分減少而低頻成分變得更加豐富，說(shuō)明土體對(duì)地震波具有濾波和放大作用。
　　通常情況下對(duì)加速度波形進(jìn)行連續(xù)積分即可得到速度時(shí)程和位移時(shí)程，但事實(shí)上在直接積分時(shí)會(huì)出現(xiàn)位移基線漂移的現(xiàn)象，根據(jù)最小二乘速度時(shí)域校正法基本原理編制Fortran程序?qū)λ俣群臀灰茣r(shí)程曲線進(jìn)行調(diào)整，得到了比較滿意的結(jié)果。
　　建立了西安東門箭樓的四種計(jì)算分析模型，并對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析及動(dòng)力時(shí)程分析。
　　模

4、態(tài)分析結(jié)果表明，考慮土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用后，結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型與剛性地基假定的情況下相比都發(fā)生了很大的改變，結(jié)構(gòu)的自振頻率出現(xiàn)了不同程度的降低，結(jié)構(gòu)某些振型的出現(xiàn)順序也發(fā)生了一定的改變。
　　反應(yīng)譜分析及動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果表明，考慮土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用后，剛性基底整體模型得到的上部結(jié)構(gòu)各層的絕對(duì)加速度、相對(duì)柱腳位移及各層的剪力都較剛性地基情況下有較大的增大；考慮基底的柔性后，上部結(jié)構(gòu)的加速度較剛性基底情況下略有下降，且在Taft波