山區(qū)減震異形柱框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析.pdf

1、中國(guó)山地面積占據(jù)國(guó)土總面積的2/3，而山地地形復(fù)雜多樣，大部分山地地區(qū)處于地震多發(fā)帶，對(duì)于修筑其上的建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其抗震性能的研究顯得尤為重要。以往對(duì)于普通場(chǎng)地上的土-結(jié)構(gòu)相互作用研究得出，場(chǎng)地的影響會(huì)明顯改變上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，而減震裝置對(duì)結(jié)構(gòu)減震作用的發(fā)揮與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性又密切相關(guān)。因此，對(duì)山地減震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，只有掌握了場(chǎng)地對(duì)減震結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并在實(shí)際工程中加以考慮，才能得到較好的減震效果。
　　

2、本文針對(duì)多層接地和傾斜基巖兩種特殊場(chǎng)地上的減震異形柱框架結(jié)構(gòu)，利用ANSYS建立三維有限元模型，對(duì)比分析了多層接地地基狀況下，考慮與不考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和減震效率的影響。并分析了場(chǎng)地土體剛度、陡坎高度、陡坎下掉層跨數(shù)和基巖傾斜程度等因素對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和減震效率的影響。
　　通過(guò)分析多層接地地基狀況下，考慮與不考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和減震效率的影響得出：①SSI模型的自振頻率小于N-SSI模型，受控結(jié)構(gòu)的

3、自振頻率大于無(wú)控結(jié)構(gòu)；②SSI模型的地震響應(yīng)對(duì)地震波的頻譜特性更加敏感，SSI模型的地震反應(yīng)大于 N-SSI模型，采用底部固端的模型進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，結(jié)果可能是偏不安全的，陡坎的存在會(huì)增大結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；③采用底部固端的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行計(jì)算，會(huì)使多層接地結(jié)構(gòu)陡坎上方的接地柱及陡坎下方的柱剪力出現(xiàn)反常，無(wú)法正確把握其實(shí)際受力情況，從而忽略掉薄弱部位，對(duì)設(shè)計(jì)不利；④對(duì)于多層接地這種特殊地形上的減震結(jié)構(gòu)，考慮與不考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的

4、減震效果影響較大，考慮 SSI效應(yīng)以后，阻尼器耗能作用發(fā)揮得更充分。但這種影響還與地震動(dòng)輸入的頻譜特征有關(guān)。
　　通過(guò)分析多層接地地基狀況下，土體剛度、陡坎高度、陡坎下掉層跨數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和減震效率的影響得出：①多層接地結(jié)構(gòu)的自振頻率隨著土體越軟而越小，隨著陡坎高度的增加而增大，隨著陡坎下掉層跨數(shù)的增加而減小，但陡坎高度增大到一定程度后，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的高階頻率；②多層接地結(jié)構(gòu)的層位移隨著土體越軟而越大，地基土剛度對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移、層

5、間剪力和加速度反應(yīng)的影響與地震波輸入密切相關(guān)，當(dāng)?shù)卣鸩ㄝ斎氲母哳l含量較少時(shí)，土體越軟，地震反應(yīng)越大；當(dāng)?shù)卣鸩ㄝ斎氲母哳l含量較多時(shí)，在特軟土情況下地震反應(yīng)有可能減小，即軟土地基可能對(duì)結(jié)構(gòu)起到隔震作用；③無(wú)控結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)受陡坎高度和掉層跨數(shù)的影響規(guī)律與地震波輸入相關(guān)，而受控結(jié)構(gòu)則受地震波的影響較??；且陡坎高度和掉層跨數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)陡坎下方樓層的層間反應(yīng)影響較大，而對(duì)陡坎上方樓層影響較??；④多層接地減震結(jié)構(gòu)的減震效果不僅與場(chǎng)地條件相關(guān)，還與地震波

6、輸入密切相關(guān)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件和當(dāng)?shù)氐卣鸱纸M情況合理選擇阻尼器的數(shù)量和參數(shù)，才能達(dá)到較好的減震效果。
　　通過(guò)分析基巖傾斜程度對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和減震效率的影響得出：①結(jié)構(gòu)的自振頻率隨著基巖斜率的增加而增大，但增加幅度不大；②傾斜基巖將降低地基對(duì)地震動(dòng)的放大作用，且傾角越大，對(duì)地震反應(yīng)的抑制作用越明顯，因此，結(jié)構(gòu)的層位移、絕對(duì)加速度和層間剪力等地震反應(yīng)均隨著基巖傾角的增加而減小，傾斜基巖時(shí)的反應(yīng)均小于平坦場(chǎng)地；③基巖傾角不同會(huì)影響上部減