基于粘弹性边界的高回填框架结构地震响应分析
编号:198
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更新:2025-05-02 19:55:57
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口头报告
摘要
随着我国城市建设扩展至复杂地质区域,高回填场地和软土地区的工程增多,传统的抗震设计方法难以满足精细化分析需求。本文以高回填地基上的框架结构为研究对象,基于粘弹性人工边界理论,探讨了土层、桩身参数变化及隔震支座对结构地震响应的影响,研究内容如下: (1)详细阐述了地震动模拟和粘弹性边界的基本原理,介绍了三维粘弹性边界单元的构建方法。通过引入人工边界,能够更真实地模拟地震荷载下的结构响应,并通过数值算例验证了其在模拟半无限地基环境中的有效性与精度,为后续土-桩-结构耦合分析提供了理论依据。 (2)基于实际工程项目,使用ABAQUS有限元平台建立了桩-土弹簧与整体桩土实体抗震框架模型,以及隔震框架模型,分析了结构的动力特性。结果表明,整体桩土实体模型的自振频率低于桩-土弹簧模型,隔震结构的自振周期达到抗震结构的2.5倍以上,表明考虑地基整体模型能有效改变结构动力特性,隔震装置显著减小了结构地震响应。 (3)地基土自由场分析表明,成层地基的地表加速度为基岩地震动的1.31倍,软弱地基土对地震作用有放大效应。在设计地震和罕遇地震作用下,整体桩土实体模型相比桩-土弹簧模型,结构的顶层加速度、层间位移角和楼层剪力较大。因此,考虑高回填场地的土质条件时,整体桩土实体模型能更准确评估结构的抗震性能。 (4)研究还探讨了土层弹性模量、桩身参数及隔震支座参数变化对结构抗震响应的影响。结果表明,土层弹性模量、桩长、桩径等因素直接影响结构响应,而合理的隔震支座配置能显著减小结构加速度和剪力,提升抗震能力。 研究结果表明,高回填地基区域的抗震设计需充分考虑土-桩-结构相互作用,引入粘弹性边界有效模拟半无限地基特性,隔震技术显著提升结构抗震性能,为高回填场地建筑抗震设计提供了理论支持和工程指导。
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