高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)仿真分析.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU973.23國(guó)際圖書分類號(hào)：624.01工學(xué)碩士學(xué)位論文高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)仿真分析碩士研究生：趙云導(dǎo)師：湯愛平副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2006年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要仿真技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用研究是土木學(xué)科新的研究熱點(diǎn)。越來越多的研究表明，仿真技術(shù)除了能節(jié)省大量的試驗(yàn)費(fèi)用外，更重要的是仿真技術(shù)能很好地模

2、擬出一些結(jié)構(gòu)試驗(yàn)無(wú)法得到的建筑物、構(gòu)筑物的變形或受力過程，尤其是對(duì)于那些超長(zhǎng)、超大的建筑物、構(gòu)筑物。利用仿真技術(shù)，本文以ANSYS為開發(fā)平臺(tái)，編制了SIMUSHIS軟件，仿真分析了框架筒體高層結(jié)構(gòu)基于時(shí)程分析法的地震響應(yīng)過程，取得了良好的效果。本文具體的研究思路和研究?jī)?nèi)容概括如下：首先，在參閱了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)土木工程的仿真技術(shù)文獻(xiàn)和比較了通用的仿真軟件優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇ANSYS作為本文的仿真平臺(tái)，并以框架筒體高層結(jié)構(gòu)為仿真對(duì)象。其次

3、，選擇一處于Ⅱ類場(chǎng)地、總高度為54m、層高3m的框架筒體結(jié)構(gòu)作為仿真對(duì)象。將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為底部固支、在各樓層處具有集中質(zhì)量的豎向串聯(lián)多自由度振動(dòng)體系，并假設(shè)結(jié)構(gòu)基底的地震動(dòng)與自由地表的地震動(dòng)一致，仿真了剛性地基條件下框架筒體高層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程，得到了相應(yīng)的加速度、速度、位移曲線。然后，為達(dá)到良好的仿真效果，在分析土與結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理以及對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響的基礎(chǔ)上，通過將土體對(duì)地基的約束模擬為三向彈簧，建立結(jié)構(gòu)與自由場(chǎng)耦合作用體系的運(yùn)動(dòng)

4、方程，仿真了考慮土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用條件下框架筒體高層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程，對(duì)結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的反應(yīng)進(jìn)行了模態(tài)分析、時(shí)程分析及瞬態(tài)分析，得到了相應(yīng)的加速度、速度、位移曲線。最后，通過上述研究，得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：1）仿真分析方法能很好地模擬結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相接近。2）考慮地基土結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力相互作用，將地基簡(jiǎn)化為彈簧阻尼質(zhì)量系統(tǒng)，以三維土彈簧來模擬SSI效應(yīng)，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的響應(yīng)進(jìn)行仿真再現(xiàn)，分析結(jié)果更