软弱地基上桩基基础隔震结构动力特性研究

发布时间：2017-10-23 05:21

  本文关键词：软弱地基上桩基基础隔震结构动力特性研究

  更多相关文章： 基础隔震 软夹层地基 SSI效应 振动台试验 数值计算 简化算法 地震反应分析

【摘要】：已有研究表明,进行结构抗震分析时,土-结构动力相互作用的影响不可忽略。传统抗震计算通常将地基假定为刚性体,忽略了地震激励的往复传递对结构动力反应的影响,因此,计算结果不可避免的与实际值有很大差别。本文基于土-隔震结构动力相互作用基本原理,进行了软夹层地基基础隔震结构模型振动台试验；基于振动台试验模型参数,通过ABAQUS平台建立了刚性地基、软夹层地基上隔震及非隔震结构动力反应的整体三维有限元模型；在此基础上,优化了弹性半空间桩基基础隔震结构动力反应的简化模型。主要研究内容和结论为：(1)通过模型振动台试验,分析了软夹层地基上桩基基础隔震结构的动力反应特性,表明软夹层地基及结构隔震层对基岩输入波频谱特性改变明显,基础的转动效应显著,不同输入地震波时隔震层的角加速度放大效应存在明显差异；(2)通过对不同土性地基隔震结构振动台模型试验结果的对比,研究了不同土性地基隔震结构地震反应规律。总体看,随着地基由刚变柔,隔震结构的自振频率明显降低,阻尼比显著增大,地基土性对隔震结构加速度反应有较大影响；(3)建立了刚性地基及软夹层地基土-桩-隔震结构动力相互作用的整体三维有限元分析模型。通过模型试验和数值计算结果的分析对比表明,在刚性地基条件下,结构地震反应规律除个别工况外基本一致；在软夹层地基条件下,承台顶和土体表面加速度峰值误差随着基岩输入峰值的增大明显减小。地震波传递到软夹层下部时强度均有所削弱,证明了软夹层地基具有很好的天然隔震效果；(4)基于已有隔震结构动力特性的简化计算方法,建立了桩基基础隔震结构动力反应的简化分析模型,并与模型试验结果进行了对比分析,验证了本文简化计算方法能够有效地预测考虑桩土相互作用的基础隔震结构的动力学特性及其地震反应特征。
【关键词】：基础隔震 软夹层地基 SSI效应 振动台试验 数值计算 简化算法 地震反应分析
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU435
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 隔震技术的研究12-16
• 1.2.1 抗震与隔震的对比12-13
• 1.2.2 隔震结构的基本原理13
• 1.2.3 隔震结构国内外研究现状13-16
• 1.3 土-结构相互作用的研究16-18
• 1.3.1 土-结构相互作用的基本概念16
• 1.3.2 土-结构相互作用研究现状16-18
• 1.4 土-隔震结构动力相互作用的研究方法18-21
• 1.4.1 模型试验18-19
• 1.4.2 数值分析法19-20
• 1.4.3 简化计算方法20-21
• 1.5 课题的提出及本文研究内容21-24
• 1.5.1 研究课题的提出21-22
• 1.5.2 本文主要研究内容22-24
• 第2章 软夹层地基桩基基础隔震结构模型试验研究24-48
• 2.1 引言24
• 2.2 振动台试验设计24-34
• 2.2.1 模型结构相似比设计24-25
• 2.2.2 模型结构尺寸及测点布置25-29
• 2.2.3 模型隔震层设计29-31
• 2.2.4 模型基础设计31-32
• 2.2.5 输入地震动及加载方案32-34
• 2.3 软夹层地基隔震结构模型试验结果分析34-41
• 2.3.1 软夹层地基振动特性分析34-36
• 2.3.2 隔震层的振动特性分析36-38
• 2.3.3 隔震结构的振动特性分析38-39
• 2.3.4 基础及隔震层的转动效应39-41
• 2.4 不同土性地基上隔震结构振动特性对比分析41-46
• 2.4.1 试验宏观现象对比分析41-42
• 2.4.2 隔震结构体系动力特性对比分析42-43
• 2.4.3 隔震结构地震反应对比分析43-46
• 2.5 本章小结46-48
• 第3章 桩基基础隔震结构数值计算与模型试验的对比分析48-72
• 3.0 引言48
• 3.1 材料的本构模型及参数48-54
• 3.2 ABAQUS建模简介54-55
• 3.3 有限元模型模态分析55-58
• 3.4 地震反应分析58-66
• 3.4.1 刚性地基隔震结构模型试验与数值计算结果对比58-60
• 3.4.2 软夹层地基隔震结构模型试验与数值计算结果对比60-66
• 3.5 SSI效应对隔震结构的影响分析66-67
• 3.6 数值计算软夹层地基结构地震反应分析67-69
• 3.7 本章小结69-72
• 第4章 桩基基础隔震结构动力特性的简化算法72-84
• 4.1 引言72
• 4.2 基础隔震结构动力特性的简化方法72-76
• 4.3 基础隔震结构地震反应的简化算法76-77
• 4.4 模型振动台试验验证77-78
• 4.5 简化计算方法的验证78-80
• 4.5.1 结构的动力特性的对比78-79
• 4.5.2 隔震结构的地震反应79-80
• 4.6 简化计算模型参数影响分析80-82
• 4.7 本章小结82-84
• 第5章 结论与展望84-86
• 5.1 本文结论84-85
• 5.2 展望85-86
• 参考文献86-92
• 攻读硕士期间的主要科研情况92-94
• 致谢94

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本文编号：1081789