土—多層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用試驗(yàn)研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析多采用剛性地基假定，大量的試驗(yàn)研究和理論分析表明結(jié)構(gòu)實(shí)際的地震反應(yīng)，土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)具有十分重要的影響，因此地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用問題的研究對(duì)正確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)具有十分重要的意義，也是近二、三十年來地震工程研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題之一。
　　 結(jié)合國(guó)家十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“村鎮(zhèn)建筑節(jié)能與抗震關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2011BAJ08B02)和湖南省科技重點(diǎn)項(xiàng)

2、目“農(nóng)村民居抗震實(shí)用技術(shù)及相關(guān)政策研究”(06sk4057);本文對(duì)土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究，以期了解動(dòng)力相互作用的效果及規(guī)律，本文一共分為四章，其主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的重要性，以及課題研究的必要性，回顧土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的理論研究的發(fā)展歷史、各種研究方法以及本領(lǐng)域的一些主要的研究問題，并特別介紹了本領(lǐng)域的研究成果在國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的應(yīng)用。
　　 (2)介紹鋼框架激振

3、試驗(yàn)的試驗(yàn)概況，確定試驗(yàn)場(chǎng)地，通過試驗(yàn)得出場(chǎng)地土的物理特性，三層、六層鋼框架試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑囼?yàn)工況及試驗(yàn)方案，通過改變上部結(jié)構(gòu)的剛度并對(duì)結(jié)構(gòu)輸入不同的激勵(lì)波形，與剛性地基上的結(jié)構(gòu)反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 (3)通過剛性地基上的鋼框架模型與土槽中的鋼框架模型激振試驗(yàn)做對(duì)比，說明在Ⅱ類場(chǎng)地土上也有必要考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用，且考慮相互作用可為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供正確的動(dòng)力分析結(jié)果。土體對(duì)上部結(jié)構(gòu)有一定的減震效果，隨著上部結(jié)構(gòu)剛度的增加水平地震

4、剪力折減系數(shù)呈減小趨勢(shì)。試驗(yàn)反映了Ⅱ類場(chǎng)地土的土-結(jié)構(gòu)相互作用的規(guī)律;當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的剛度在某一值附近時(shí)，結(jié)構(gòu)的自振周期與場(chǎng)地土的特征周期接近，上部結(jié)構(gòu)與地基土?xí)a(chǎn)生共振，試驗(yàn)結(jié)果顯示會(huì)很大程度上加大上部結(jié)構(gòu)的地震作用，增加上部結(jié)構(gòu)的底部剪力;以此也反映了頂層加速度和頂層位移反應(yīng)隨剛度變化呈現(xiàn)出一定變化的規(guī)律。通過改變上部結(jié)構(gòu)剛度六層鋼框架和三層鋼框架的動(dòng)力反應(yīng)相似，能夠反映Ⅱ類場(chǎng)地土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的規(guī)律，而土與結(jié)構(gòu)相互作用不僅與上下部

5、剛度相關(guān)還與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)高寬比相關(guān)。
　　 (4)通過理論計(jì)算推導(dǎo)了等效單自由度的頂部激振與輸入地震反應(yīng)的等效關(guān)系，說明在頂部激振也能反映土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用，同理樓面激振理論上也可反映土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的效應(yīng)，證明了試驗(yàn)的有效性;對(duì)試驗(yàn)的不同工況進(jìn)行分析，考慮三種影響土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用(SSI)效應(yīng)的因素，剛度比、質(zhì)量比和高寬比;單質(zhì)點(diǎn)體系的土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析模型(SR模型)計(jì)算各工況的周期比與實(shí)測(cè)周期比存在一定