考虑软土—结构协同工作的装配式钢框架抗震性能研究
发布时间：2020-12-31 20:13
我国在“十三五”规划建设纲要中明确指出,建筑业要推广绿色建筑与绿色施工技术。钢框架结构的装配化过程能够取得发展节能环保产业、化解产能过剩等一举多得之效,而日渐成为工程与研究的热点领域。装配式钢框架结构节点刚度低、整体性差等问题发展为学界研究的重点。然而在目前的工程实践中将结构与土体分开考虑,未详细阐述结构与土体之间的相互作用对结构造成的影响。尤其是我国具有分布广泛的软弱土体,需要对地震作用下软土地基对装配式钢框架结构抗震性能的影响进行详尽的研究。本文基于前人对土体—结构相互作用（SSI）体系的研究,以Drucker-Prager模型作为土体本构,采用无限元单元作为土体截断边界,建立软土地基模型;选用双腹板—底部角钢节点作为装配式框架的半刚性节点,获取该节点的刚度退化模型并利用“Connector”单元描述该模型特征,进而构建整体装配式钢框架。将上述软土地基模型与装配式钢框架模型整合创建软土地基—装配式钢框架相互作用系统（本文中称为RR系统）,同时建立刚性地基—装配式钢框架相互作用系统（GR系统）、软土地基—装配式框架相互作用系统（RG系统）、刚性地基—刚接框架相互作用系统（GG系统）。...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土体—毗邻结构有限元模型
图 1.2 土体—毗邻结构有限元模型Rayhani 与 Naggar 采用完全非线性有限差分程序 FLAC 分析了软土地基上的刚础的地震响应，分析了土体为单一土层与分层土时土层厚度对场地放大效应以及 S应的影响[18]。结果表明场地对于低烈度地震的放大效应最为明显，并且随土层厚度谱加速度峰值向长周期方向移动。与单一土层相比，成层土条件下顶层软土对于地的放大效应尤为明显。2009 年，Rayhani 和 Naggar 利用图 1.3 所示的离心振动台模型进行了试验验证—结构之间的相互作用以及地基的动力响应，并利用 FLAC 3D 建立三维有限差分模拟该离心振动台模型试验[19]。该试验所采用的土体为两层黏土。研究表明较小刚土体对地震动的放大作用越大，此放大效应对于低烈度地震的影响最为明显。Ulr人对 SSI 效应影响下的结构易损性曲线的变化进行了研究。该研究采用的 SSI 系统制因子为建筑结构层高与剪切波速（100-300 m/s）[20]。采用两种方法体现土体对地的作用：一种是先将地震波在土体中进行传播，再将所得的地震波施加于结构底部一种是建立土体与结构耦合模型，将地震波直接施加于土体底部。以上两种方法均不同剪切波速的土体的对于地震波的作用。
图 1.4 SSI 系统振动台试验olshani 等人为研究地震作用下松软砂土以及淤泥质土对含有不利土体的 SSI 系统数值分析模型[22]。通过完全非浅基础下松软土体的动力响应。考虑土体类型、松软统动力响应的影响。在强震条件下，松沙土和淤泥质土变形。因此考虑 SSI 作用时结构的动力矫正设计应该以为了防止液化发生。 等人则通过离心振动台试验研究了软黏土上桩筏系统软黏土对桩段弯矩以及筏板上部加速度响应的影响[23]断出筏板峰值加速度与桩端最大弯矩之间的相互关卧非均匀土层时浅基础的承载力的确定问题，通过对条形浅基础的承载力[24]。安福等人建立了框架结构—筏基—边坡地基的 SSI 系视为统一整体，边坡的坡体变形会在建筑结构中产生矩内力分布的不对称[25]。构、土层厚度、剪切波速外，上部结构差异对 SSI 效应的
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三维饱和土-基础-结构动力相互作用分析方法[J]. 陈少林,赵宇昕. 力学学报. 2016(06)
[2]装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究[J]. 王燕,马强强,杨松森. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(S1)
[3]高耸混凝土烟囱土-结构相互作用地震反应分析[J]. 周长东,曾绪朗,潘庆龙. 地震工程与工程振动. 2016(03)
[4]结构间距对软土地基群体效应的影响分析[J]. 杨震,李培振,曹圣路. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]双腹板角钢-顶底角钢连接半刚性梁柱节点的滞回性能模拟分析[J]. 梁娟,刘永华,张逍瑶. 世界地震工程. 2015(03)
[6]地震、列车竖向荷载共同作用下大跨桥梁的动力响应分析[J]. 郜新军,赵成刚,郭院成,郭孝坤. 防灾减灾工程学报. 2015(04)
[7]基于多尺度混合有限元模型的钢框架地震时程分析[J]. 李双江,田石柱,蔡新江. 地震工程与工程振动. 2015(01)
[8]地震下考虑群体效应的高层建筑土-结构相互作用研究[J]. 李培振,严克非,徐鹏. 土木工程学报. 2014(S1)
[9]土结相互作用对框架结构倒塌的影响研究[J]. 岳庆霞,叶列平,陆新征. 工程力学. 2014(03)
[10]土与结构相互作用大比例模型试验研究[J]. 尚守平,鲁华伟,邹新平,李双,陈婉若. 工程力学. 2013(09)
博士论文
[1]强震作用下大型地下厂房洞室群灾变仿真研究[D]. 鲁文姸.天津大学 2012
[2]土体-复杂结构耦合系统地震响应数值模拟方法及应用[D]. 杨颜志.上海交通大学 2012
[3]大型水电站厂房及蜗壳结构静动力分析[D]. 张存慧.大连理工大学 2010
[4]宁波软土工程特性及其本构模型应用研究[D]. 刘用海.浙江大学 2008
[5]交通荷载作用下软土地基动力特性及加筋道路动力响应研究[D]. 刘飞禹.浙江大学 2007
硕士论文
[1]装配式斜支撑节点钢框架Pushover分析[D]. 张文献.湖南大学 2015
[2]岩溶地基—筏板基础—钢框架结构共同作用体系的地震响应分析[D]. 郭鑫桥.广西大学 2014
[3]高层钢框架的Pushover分析及时程分析应用研究[D]. 汪金祥.合肥工业大学 2014
[4]考虑流变的软土复合地基沉降规律研究[D]. 邱树茂.北京交通大学 2013
[5]基于ABAQUS的高速公路隧道地震动力响应研究[D]. 李丽.西南交通大学 2009
[6]软土室内蠕变试验数值模拟及工程应用[D]. 黎洪局.暨南大学 2006
本文编号：2950243
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土体—毗邻结构有限元模型
图 1.2 土体—毗邻结构有限元模型Rayhani 与 Naggar 采用完全非线性有限差分程序 FLAC 分析了软土地基上的刚础的地震响应，分析了土体为单一土层与分层土时土层厚度对场地放大效应以及 S应的影响[18]。结果表明场地对于低烈度地震的放大效应最为明显，并且随土层厚度谱加速度峰值向长周期方向移动。与单一土层相比，成层土条件下顶层软土对于地的放大效应尤为明显。2009 年，Rayhani 和 Naggar 利用图 1.3 所示的离心振动台模型进行了试验验证—结构之间的相互作用以及地基的动力响应，并利用 FLAC 3D 建立三维有限差分模拟该离心振动台模型试验[19]。该试验所采用的土体为两层黏土。研究表明较小刚土体对地震动的放大作用越大，此放大效应对于低烈度地震的影响最为明显。Ulr人对 SSI 效应影响下的结构易损性曲线的变化进行了研究。该研究采用的 SSI 系统制因子为建筑结构层高与剪切波速（100-300 m/s）[20]。采用两种方法体现土体对地的作用：一种是先将地震波在土体中进行传播，再将所得的地震波施加于结构底部一种是建立土体与结构耦合模型，将地震波直接施加于土体底部。以上两种方法均不同剪切波速的土体的对于地震波的作用。
图 1.4 SSI 系统振动台试验olshani 等人为研究地震作用下松软砂土以及淤泥质土对含有不利土体的 SSI 系统数值分析模型[22]。通过完全非浅基础下松软土体的动力响应。考虑土体类型、松软统动力响应的影响。在强震条件下，松沙土和淤泥质土变形。因此考虑 SSI 作用时结构的动力矫正设计应该以为了防止液化发生。 等人则通过离心振动台试验研究了软黏土上桩筏系统软黏土对桩段弯矩以及筏板上部加速度响应的影响[23]断出筏板峰值加速度与桩端最大弯矩之间的相互关卧非均匀土层时浅基础的承载力的确定问题，通过对条形浅基础的承载力[24]。安福等人建立了框架结构—筏基—边坡地基的 SSI 系视为统一整体，边坡的坡体变形会在建筑结构中产生矩内力分布的不对称[25]。构、土层厚度、剪切波速外，上部结构差异对 SSI 效应的
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三维饱和土-基础-结构动力相互作用分析方法[J]. 陈少林,赵宇昕. 力学学报. 2016(06)
[2]装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究[J]. 王燕,马强强,杨松森. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(S1)
[3]高耸混凝土烟囱土-结构相互作用地震反应分析[J]. 周长东,曾绪朗,潘庆龙. 地震工程与工程振动. 2016(03)
[4]结构间距对软土地基群体效应的影响分析[J]. 杨震,李培振,曹圣路. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]双腹板角钢-顶底角钢连接半刚性梁柱节点的滞回性能模拟分析[J]. 梁娟,刘永华,张逍瑶. 世界地震工程. 2015(03)
[6]地震、列车竖向荷载共同作用下大跨桥梁的动力响应分析[J]. 郜新军,赵成刚,郭院成,郭孝坤. 防灾减灾工程学报. 2015(04)
[7]基于多尺度混合有限元模型的钢框架地震时程分析[J]. 李双江,田石柱,蔡新江. 地震工程与工程振动. 2015(01)
[8]地震下考虑群体效应的高层建筑土-结构相互作用研究[J]. 李培振,严克非,徐鹏. 土木工程学报. 2014(S1)
[9]土结相互作用对框架结构倒塌的影响研究[J]. 岳庆霞,叶列平,陆新征. 工程力学. 2014(03)
[10]土与结构相互作用大比例模型试验研究[J]. 尚守平,鲁华伟,邹新平,李双,陈婉若. 工程力学. 2013(09)
博士论文
[1]强震作用下大型地下厂房洞室群灾变仿真研究[D]. 鲁文姸.天津大学 2012
[2]土体-复杂结构耦合系统地震响应数值模拟方法及应用[D]. 杨颜志.上海交通大学 2012
[3]大型水电站厂房及蜗壳结构静动力分析[D]. 张存慧.大连理工大学 2010
[4]宁波软土工程特性及其本构模型应用研究[D]. 刘用海.浙江大学 2008
[5]交通荷载作用下软土地基动力特性及加筋道路动力响应研究[D]. 刘飞禹.浙江大学 2007
硕士论文
[1]装配式斜支撑节点钢框架Pushover分析[D]. 张文献.湖南大学 2015
[2]岩溶地基—筏板基础—钢框架结构共同作用体系的地震响应分析[D]. 郭鑫桥.广西大学 2014
[3]高层钢框架的Pushover分析及时程分析应用研究[D]. 汪金祥.合肥工业大学 2014
[4]考虑流变的软土复合地基沉降规律研究[D]. 邱树茂.北京交通大学 2013
[5]基于ABAQUS的高速公路隧道地震动力响应研究[D]. 李丽.西南交通大学 2009
[6]软土室内蠕变试验数值模拟及工程应用[D]. 黎洪局.暨南大学 2006
本文编号：2950243
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