余湛[1]2008年在《抗震设计地震动参数及地震安全性评价的若干问题研究》文中提出地震安全性评价涉及人民生命财产安全和国民经济的可持续发展。重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,必须进行地震安全性评价,并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。由此可见,地震安全性评价工作具有举足轻重的作用。近年来,随着安全性评价理论的成熟及工程经验的积累,安评工作取得了很大的进展,但是,由于安评工作在理论及工程开展中还存在着一些问题,在安评提交结果时还存在着较大的不确定性。本文的研究工作初步探讨了地震安全性评价工作中存在的一些不足,包括区域地震活动性、设定地震、概率危险性分析、土层反应、抗震设防标准中存在的问题,本文针对这些问题,进行了以下工作并得出了一些结论:(1)本文指出:现阶段地震安评工作虽已取得很大进展,但是大量问题的存在将直接影响安评结果。(2)本文讨论了地震活动性分析中统计区与地震带的关系,比较了两者的差异,并提出确定统计区域的原则。(3)利用设定地震的原理计算了合成地震动的包线函数,提出了基于设定地震的包线函数的计算方法,并编制了相关程序。(4)讨论了一维等效线性化原理用的优缺点,并用该原理探讨了土层的放大作用。(5)通过比较中国、欧洲、美国的抗震规范及地震安全性评价中设计地震动参数的取用标准讨论了最终抗震设防参数的取用。(6)采用本文提出的方法对温州典型工程进行了地震安全性评价,得出了温州典型工程的设计地震动参数。
孙静[2]2004年在《岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究》文中提出岩土动剪切模量和阻尼是岩土动力学特性中的两个重要参数，国内外许多学者进行了较广泛的研究，并取得了许多有价值的研究成果，但无论是理论上的认识还是工程上的应用方面都有待提高。本文从其试验技术、试验研究和应用角度，采用试验、理论分析和数值模拟等多种手段，对岩土的动剪切模量阻尼有关的几个重要问题进行深入研究，内容主要包括试验技术和试验可靠性分析方法、土动剪切模量理论以及土动剪切模量阻尼的应用等叁个方面的工作。 在试验技术和可靠性分析方法方面，本文着重研究有关共振柱试验机的两个重要问题：一是固定-自由型共振柱常规试验可靠性分析技术方法；二是新共振柱试验机测试刚性试件新功能的实现技术及试验可靠性分析方法。 在固定-自由型共振柱常规试验可靠性分析技术方法上，本文发展了固定-自由型共振柱常规试验可靠性分析理论，建立了一套自身可靠性检验的分析方法和技术。提出了固定-自由型共振柱仪剪切模量、应变和阻尼比误差的分析公式，得到了关于几种主要控制因素和其影响程度的新认识，并用于指导试验和分析工作。按照所建立的分析方法和技术，对新研制的多功能共振柱试验机的常规试验功能进行了可靠性检验，为今后该仪器进行常规土类试验奠定了基础。 在新共振柱试验机测试刚性试件新功能实现技术及试验可靠性分析方法上，本文提出了一种修正方法，给出了测试刚性试件的自振和共振修正曲线，使新研制的共振柱试验机这一重要的新功能可付诸实施。同时，建立了一套检验其可靠性的分析方法和技术，包括误差分析、试验频率误差、试验结果相关性和自振共振修正曲线验证等多种技术手段。建立了共振柱刚性试件剪切模量、应变和阻尼比误差的分析公式，得到了几种主要影响因素和其影响程度的新认识，并用于指导试验和分析工作。利用所建立的分析方法和技术，对新共振柱试验机测试刚性试件动剪切模量功能的可靠性进行了检验。 在土动剪切模量理论方面，本文着重研究固结比对土动剪切模量的影响这一非常重要但争论较大的问题。 利用新共振柱试验机和动叁轴仪进行了大量系统试验，本文提出了一个非均等固结下土最大动剪切模量新的增长模式和新的公式，并对Hardin公式进行了修正。结果表明，描述非均等固结对最大动剪切模量影响较为合适的方式是以幂函数模式建立非均等固结下最大动剪切模量相对于均等固结下最大动剪切模量的增量ΔG_m/G_(0m)和固结比的增量K_c-1之间的关系，即ΔG_m/G_(0m)=C·(K_c-1)~B。新公式中最大动剪切模量是K_c-1幂函数形式，不同于Hardin公式中ΔG_m/G_(0m)～K_c近似直线的增长关系，K_c＞1最大动剪切模量较K_c=1时增长的程度明显比Hardin公式要大。同时通过新共振柱试验机大量系统的试验，中国地展局工程力学研究所博士学位论文得到了不同固结比对土动剪切模量与剪应变非线性关系的影响规律。 在土动剪切模量阻尼应用方面，本文主要研究叁个重要问题:一是对以往规范中不合理的土动剪切模量阻尼值进行纠正:二是研究考虑实际非均等固结下土的动剪切模量对土层地震反应的影响;叁是建立一种考虑竖向地震动与土动力特性变化之间的简化关系，供抗震规范和工程上简化分析使用。 针对以往规范中土动剪切模量和阻尼比参考值的不合理性和产生的误导作用，本文通过与国内外土动力学参数的对比研究以及土层地震反应的对比计算，说明了近来给出的新推荐值的合理性和适用性，纠正以往的偏差，以用在规范修订上。综合分析结果表明，与原规范值相比，新推荐值与国内外结果接近许多，特别是与国内结果相差不大，且避免了土层地震反应中地表反应谱“矮、粗、胖”现象，也可避免以往产生的误导作用。目前，此成果己被接纳到规范修订的相应条文说明内容中。 在考虑实际非均等固结下土的动剪切模量对土层地震反应影响的研究上，本文分别计算了动剪切模量比和最大动剪切模量的作用。结果表明，对于小震和中震，是否取非均等固结下土的动剪切模量影响不大，基本可以忽略;但对于大震和深厚土层，在实际应用时应适当考虑实际非均等固结下土的动剪切模量对土层地震反应的影响。另外，同比条件下，土的动剪切模量比对土层地震反应的影响程度要比最大动剪切模量影响程度大得多，说明土的非线性对土层地震反应会产生更显着影响，在理论研究和实际工程应用中应引起更多的重视。 在简化分析竖向地震动对土动力性能影响上，本文通过计算建立了一种考虑竖向地震动与土动力特性变化之间的简化关系，可供抗震规范和工程上使用。以土剪应变增量的变化作为反映竖向地震动对土动力特性影响的基本指标，提出一种简化分析方法，建立了考虑竖向地震动与土体地表最大剪应变相对增量之间的简化计算公式，公式中包含了场地类别、峰值比、输入加速度峰值和土层厚度等基本因素，便于工程应用。将简化方法应用到动模量阻尼的估计上，建立了考虑竖向地震动与土体动剪切模量比阻尼比变化之间的关系式。同时，通过参数分析得到了竖向地震动对动力性能影响规律的一些新认识。
林清[3]2008年在《浦东机场二期航站楼多点地震反应分析》文中指出网壳结构在大跨度结构中得到越来越广泛的应用。对于大跨度空间网壳结构,地震动空间变化的影响不容忽视。本文以上海浦东机场二期航站楼主楼为例,研究了不同的地震波输入方式对于结构地震响应的影响,旨在对同类结构有借鉴意义。主要工作有以下几个方面:1.针对工程场地存在地下古河道的特点,采用二维有限元模型,计算场地的地震动参数,并与常用的一维模型结果进行了比较,分析了场地不均匀性对场地地震动参数的影响。在二维土层分析中,又考虑了地震波在基岩面处一致输入和行波输入两种方式,以便为大跨度空间结构地震反应分析提供合理的地震动参数。2.基于自由场地地震分析时不同土体模型的计算结果,比较在结构基底不同的地震波输入方式引起的结构动力响应的变化,研究不同的土体计算模型、结构基底不同的输入方式以及行波波速变化对于结构地震响应的影响。3.将结构在多点输入下相对于常用的一致输入下的地震响应的变化量与结构在静力作用下的内力效应作对比,观察变化量占静力效应的比重,以决定该结构在抗震设计中是否需要采用多点输入。
李晓飞[4]2016年在《土动力参数的测试误差与孔压影响研究》文中研究说明地震作为自然灾害之一,引起的破坏是巨大的。在土动力学研究中,土体作为地震波传播介质和结构的地基,其动力性能直接影响结构的安全,也直接影响工程造价,因此研究土的动力参数问题具有重要理论意义和工程应用价值。土的动剪切模量比和阻尼比是土动力学首要参数,工程上一般采用室内实验得到。本文采用单台共振柱仪,设计两种具有代表性的试验组,研究土的动剪切模量比和阻尼比试验误差问题,分析不同类型组之间、模量比和阻尼比之间试验离散性的差异和联系以及试验误差对地震动计算的影响,目的是为了解掌握现有共振柱试验水平以及为改进共振柱试验技术提供依据,并为工程结构抗震概率分析提供基础。最大剪切模量和极限剪应力是基本的土动力计算参数,地震作用下随孔压增长会有很大变化。本文采用新型高精度动叁轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并验证了孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式的可靠性,为考虑液化下地基动力反应分析提供基础。本文主要工作如下:(1)通过共振柱试验数据,设计两种具有代表性试验组,研究砂土、粘土和粉土动剪切模量比和阻尼比的试验误差,给出两种试验组测试误差的分布形态和基本规律以及不同类型试验组之间、动剪切模量比和阻尼比之间试验误差的差异和联系。(2)以KiK-net台网记录为背景,对当今国内外两个有代表性的土层地震反应分析方法SHAKE2000和LSSRLI-1进行对比研究,根据对比结果选取更适宜的计算程序进行本文的土层反应分析,同时也为土层地震反应分析方法的改进提供必要线索。(3)针对不同类别场地,采用选取的土层反应分析计算程序分析两种试验组下砂土、粘土和粉土的动剪切模量比和阻尼比的试验误差对地震动的影响。(4)采用新型高精度动叁轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并研究不同固结比下循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化差异。(5)将本文提出的孔压增长下的循环最大剪切模量和循环极限剪应力的修正公式用于有效应力分析程序之中,并将有效应力分析方法的计算结果与实际地震记录进行对比,验证所改进的土层地震反应有效应力分析程序的可靠性。
齐文浩[5]2004年在《土层地震反应分析方法的比较研究》文中进行了进一步梳理土层地震反应分析方法的研究是目前岩土地震工程研究领域的重要内容。土层地震反应分析技术也是当前工程场地地震安全性评价的核心技术之一，它可以直接为结构抗震提供有关的设计地震动参数。自20世纪70年代以来，国内外的地震工程学家和岩土工程学家开始着手这一领域的研究工作，并取得了一系列的有价值的研究成果，这些成果被广泛地应用于工程抗震领域。目前，国内外工程界广泛应用的DENSOR98，LSSRLI—1和SHAKE91等土层地震反应分析程序就是这一领域研究成果的代表。本文对这叁个程序进行了比较和深入的研究，其目的是检验它们对解决同一问题所存在的差异，以便更好地在工程抗震中发挥作用。本文的主要研究内容包括： 1．总结了国内外土层地震反应分析的研究现状，对土体的动本构关系及土层地震反应分析方法进行了系统的分类总结和归纳，并进行了简要评述。 2．介绍了目前国内外广泛应用的叁个土层地震反应分析程序，详细地介绍了叁个程序的原理，功能及对计算参数的要求。对叁个程序的功能进行了比较分析，对存在问题进行了简单评述。 3 对叁个程序的计算结果进行了对比研究。本文以哈尔滨市轨道交通一期工程场地安全性评价的场地为例，利用已有的钻孔资料和有关试验资料，对叁个程序的计算结果进行了比较分析。 4．利用我国唐山响瞠井下叁维台阵的基岩和地表的强震记录对叁个程序的计算结果进行了分析检验，研究了叁个程序的计算结果与实际记录的差异，并给出了分析的结果和误差。 5．对今后这一领域进一步的研究工作提出了初步的建议。
李瑞山[6]2016年在《新一代土层地震反应分析方法研究》文中研究说明大量宏观震害经验和强震动观测数据表明,场地条件对地震动响应影响显着,尤其浅表覆盖土层对地表震动的放大作用十分显着。对一般工程和重大工程进行抗震设防是防震减灾的最主要途径之一,设计地震动参数确定的合理性和可靠性将直接影响到建设工程的安全性和经济性。土层地震反应分析作为地震区划和重大工程地震安全性评价的核心技术之一,是目前研究场地条件对地震动影响的最主要方法,目的就是为工程结构的抗震设防提供合理可靠的设计地震动参数。我国目前地震安全性评价所使用的主要是LSSRLI-1等效线性化程序,代表着上世纪80年代国际先进水平,程序提出至今已快30年,为我国地震区划和地震安全性评价事业做出了非常大的贡献。但是在不断的工程实践当中,LSSRLI-1也逐渐表现出了一些不足之处,尤其是在某些场地较软或输入地震动较大的情况下,LSSRLI-1计算结果不尽人意。SHAKE2000和DEEPSOIL分别代表了频域等效线性化和时域非线性计算方法的国际先进水平,对比分析表明,虽然此二者结果整体上优于LSSRLI-1,但依然存在着厚软场地放大效应体现不足的瓶颈。本论文立足我国工程建设急需,瞄准国际上软弱土层地震动计算结果“矮粗胖”及硬土中等效线性化缺少高频分量等尚未解决的难题,提出了新一代土层地震反应计算方法并编制相应的计算程序SOILQUAKE,主要完成了以下几方面的工作:(1)以经典工程波动理论为基础,推导出了土层地震反应分析的线性粘弹性精确解;四种类型场地126组工况分析表明,我国现行安评程序主要问题是软弱场地上计算剪应变偏大,导致地表响应水平偏低;通过改进剪应变计算方法,重新编制了等效线性化土层地震反应分析程序SHAKE-China,对比结果表明与SHAKE-2000具有同等精度。(2)采用新型高精度动叁轴仪,就荷载频率对动剪模量和阻尼比影响开展了专门试验研究,提出了荷载频率对常规土类参考剪应变和最大阻尼比的影响模式,给出了修正系数曲线,并以此评估了考虑模量阻尼比的荷载频率相关性对地震动的影响;结果表明,荷载频率对无粘性土动剪模量和阻尼比影响很小,基本可以忽略;粘土随着荷载频率的增大,动剪模量和归一化模量比增大而阻尼比减小,影响十分显着;如不考虑模量阻尼比的荷载频率相关性,将必然会使含有粘土层的场地反应结果产生较为显着偏差。(3)提出了水平成层场地土体剪应变与震动速度关系的精确理论解答,对地震荷载作用下水平成层场地土体剪应变与震动速度之间的关系进行了解析,指出土体剪应变与震动速度的关系与波频具有强烈相关性,现有的考虑频率相关性的改进方法均是以剪应变与震动速度为恒定比例关系为基本出发点,存在明显定性错误。(4)提出了动剪模量阻尼比直接频率相关计算方法(简称“直频法”),研发了新一代土层地震反应分析方法和程序SOILQUAKE(“首克”),寓意为首先攻克现有软弱土层地震动计算结果“矮粗胖”和硬土中等效线性化缺少高频分量等求解难点。(5)实际记录检验结果表明,对硬场地和中硬场地,SOILQUAKE与SHAKE-2000和DEEPSOIL结果基本一致,与实际记录也比较接近,但SOILQUAKE相比SHAKE2000在高频部分的表现更加合理,与DEEPSOIL基本一致;对一般软场地和巨厚软场地上,SHAKE2000和DEEPSOIL严重低估了场地效应,结果基本不可靠,而SOILQUAKE与实际记录整体上最为接近,输出的加速度峰值相对偏差也都在±20%的可接受范围以内,在一般软场地上优势显着,在巨厚软场地上优势十分显着。不论从理论上还是从实际对比结果来看,本文提出的SOILQUAKE对传统方法的改进是成功的,可靠性和精度总体上全面超过了当今等效线性化和时域非线性计算方法的国际先进代表SHAKE2000和DEEPSOIL,克服了现有方法软场地震动响应普遍严重低估的缺陷,可以称为下一代土层地震反应分析方法。
李天男[7]2017年在《珊瑚岛礁场地地震反应分析初探》文中研究指明随着南海珊瑚岛礁工程的不断兴建,为尽量减少地震灾害带来的经济损失,对珊瑚岛礁场地抗震设防的研究刻不容缓。目前国内还没有岛礁场地抗震设计规范,岛礁场地工程设计参数的估计需要了解经土层反应后的地震动特征参数,本文研究围绕珊瑚岛礁场地土层地震反应特征分析展开,主要研究内容和结论如下:1.总结了国内外关于珊瑚礁工程地质的研究现状和场地条件对地震反应影响的研究现状。并介绍了我国南海海域地震烈度区划和南海海域地震地质构造情况。2.采用频域等效线性化波动分析方法,使用一维土层场地地震反应分析软件DEEPSOIL进行土层反应计算。国内外对珊瑚礁工程地质的研究现状表明,珊瑚礁场地覆盖层主要由钙质砂和珊瑚碎屑组成,颗粒坚硬易破碎,无软弱夹层,且各层剪切波速没有随着深度增加而规律性变化的情况。参照珊瑚礁实地钻孔测得参数,包含土层厚度、埋深、密度和剪切波速的物理力学参数及复杂应力条件下饱和钙质砂动力特性实验研究得到的剪切模量比变化曲线G/Gmax-γ和阻尼比变化曲线λ-γ,建立了珊瑚岛礁进行一维场地地震分析所需的土层剖面模型。3.选取6个位于日本房总半岛沿海地区海平面以下900m-2339m的台站记录的海底地震动记录,根据震源深度不同将地震动记录归为浅源地震动和中深源地震动两组。分析了在这两个对照组的地震动作用下的珊瑚岛礁场地地表加速度峰值(PGA)、根据美国FEMA-450(2003)法求得的地表加速度反应谱特征周期(Tg)、地表与基岩地震动加速度反应谱之比等地震动参数。得到珊瑚礁场地对中深源海底地震动的放大倍数大于对浅源地震动的放大倍数的结论。4.根据能量持时计算方法,选取大量东日本大地震5%-95%能量持时大于140s的地震动记录,分析了在长持时地震动作用下的珊瑚岛礁场地地表加速度峰值(PGA)、地表加速度反应谱特征周期(Tg)、地表与基岩地震动加速度反应谱之比,及地表输出地震动的能量持时等地震动参数。5.选取大量近断层脉冲型地震动记录作为基岩输入的强震数据库,分析了以上经过土层地震反应计算得到的地震动参数。结合海底、长持时、脉冲型地震动作用分析结果表明:地表加速度反应谱特征周期与震源深度、基岩地震动持时及场地土层结构有较大相关性;珊瑚礁地表加速度的峰值(PGA)受输入地震动种类影响不是很大,受场地土层结构影响较大。
潘旦光[8]2003年在《复杂场地的土层地震反应分析》文中指出复杂场地的土层地震反应分析对结构的地震反应和抗震安全性评价具有重要意义,是当前地震工程和岩土工程研究的一个重点也是一个难点,其涉及的因素很多,涉及面很广。本文采用直接有限元方法,研究了在一致输入和多点输入作用下,土层地震反应的有关规律及机理,为此作了以下一些工作:1.在阅读大量文献的基础上,介绍了多点地震输入下大跨度结构的地震反应分析方法,侧重评述了土和结构共同作用下,多点输入对土层地震反应的影响。2.假定土层为线性粘弹性介质,用有限元法分析了在一致地震输入和多点地震输入作用下弹性、均匀土层中有限土域的取值范围对计算精度的影响。在一致地震输入作用下的土层地震反应分析过程中,主要探讨了在简谐荷载作用下,土层地震反应随不同侧向人工边界、迫振频率、阻尼和土层长深比的变化规律;在行波地震输入作用下的土层地震反应分析过程中,主要探讨了水平方向和垂直方向的土层地震反应的特点,同时分析了不同侧向人工边界和地震波传播速度对土层范围取值的影响。从而得到土层范围取值的经验公式。最后通过算例分析表明,在进行土层地震反应分析时,采用本文土层范围取值来确定土域的计算范围可以得到满意的结果。为在应用直接有限元法进行土层地震反应计算时,确定有限土域范围提供依据。3.在进行层状土层的随机地震反应分析时,通过将波动理论和随机振动理论有机的结合起来,以综合考虑体波斜入射情形及基岩弹性刚度对土层地震反应的影响,从而拓宽了土层随机地震反应分析的求解范围。在此基础上,对半空间上均匀土层的地震反应进行参数分析,讨论了基岩弹性刚度、入射体波波型以及入射角度对土层地层反应的影响。4.采用滞后阻尼假定,分别应用时域和频域分析方法对土层的地震反应进行计算。在简谐波和地震波激励作用下,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了在土层时域分析中,如何由滞后阻尼系数形成阻尼矩阵的问题。提出了“阻尼系数转换频率”的概念,并利用实际地震波的分析结果,进行回归分析,得到一个阻尼系数转换频率取值的经验公式。从而为利用滞后阻尼系数在时域中进行土层地震反应分析提供依据。5.为考虑强震下土层反应的非线性及地震波的空间变化特性,基于直接迭代法和逐步积分法提出多点输入非线性分析的一种增量迭代格式,从而建立土层多点地震输入地震反应非线性分析方法。同时,为减少多点地震输入非线性分析迭代过程中刚度矩阵的求逆次数,对原迭代方法作进一步推导,提出采用试算因子的试算迭代法,从而在不降低计算精度的基础上,有效地减少计算时间。同时,编写了有限元程序。目前该程序可对一致地震输入和多点地震输入进行地震反应分析。在时域范围内可进行线性、等效线性化、非线性弹性分析和弹塑性分析;在频域范围内可进行线性和等效线性化分析。6.对某一实际河谷地形进行非线性地震反应分析,分析结果表明,由于河谷的存在,在河谷附近将会激起较大的竖向运动。当考虑多点地震输入影响时,竖向运动更大。因此,对于重大结构有进行多点地震输入地震反应分析的必要。
刘洁平[9]2009年在《高层建筑土—结构相互作用地震反应分析研究》文中研究指明土-结构相互作用是一个具有重大理论意义和工程应用价值的课题。在过去四十年的研究中,在理论和实践方面已取得重大进展,但仍存在许多有待进一步研究的重要问题,发展一种有效和实用的土-结构相互作用分析方法以及了解土-结构相互作用对结构地震反应的影响就是其中的两个问题。本文在国内外土-结构相互作用研究发展现状的基础上,以钢筋混凝土高层建筑为研究对象,进行了高层建筑土-结构相互作用地震反应分析研究,为重要个体高层建筑和一般高层建筑的土-结构相互作用地震反应分析提供了多种实用的分析手段,为认识土-结构相互作用对高层建筑地震反应的影响和抗震设计方法提供了依据。本文将土与结构作为一个整体,采用能很好模拟上部结构和下部地基基础受力特性的平面土-结构相互作用模型,提出了一种实用的高层建筑土-结构相互作用地震反应整体分析方法。该方法的上部结构采用平面框架-剪力墙(筒体)协同工作模型;地基土体以在计算平面内高度为H、宽度为B、在出平面方向厚度为t的土体来模拟;土体在静力分析时采用Duncan-Chang模型,动力分析时采用等效线性化模型;基础根据其形式及刚度,分别以梁单元、刚块单元或受弯板单元来模拟。为了在一般单体机上实现所提出的方法,对有限元软件MSC.Marc进行了二次开发,添加了多层土的静力Duncan-Chang本构关系模型和动力等效线性化本构关系模型,并通过两个算例验证了其可靠性,使MSC.Marc软件成为该方法的理想分析工具。此方法可用于重要单体高层建筑详细的土-结构相互作用分析。选择了不同高度、不同结构类型和不同场地条件的位于厚和深厚地基土层上的10栋典型钢筋混凝土高层建筑,采用所提出的整体分析方法,对比分析了基岩波、地面波和地震动等效输入波,以及考虑与不考虑土-结构相互作用体系的自振特性和地震反应,详细研究了土-结构相互作用对位于厚和深厚地基土层上高层建筑地震反应的影响。通过对地震反应影响的综合分析,在地震动输入、自振特性、相互作用影响因数、体系地震反应等方面得到了一些具有实用价值的结论和关系式,在此基础上,给出了一种以结构与土层第一周期系数αT为指标的高层建筑土-结构相互作用地震反应分析简化评估方法。该方法无需进行复杂又费时的高层建筑土-结构相互作用分析,仅利用简单省时的结构和土层反应分析结果,就可估计出高层建筑土-结构相互作用体系的反应,可用于高层建筑考虑土-结构相互作用地震反应的初步估计。以采用所提出的整体分析方法计算得到的10栋典型高层建筑的计算结果为标准,上部结构仍采用整体分析方法给出的平面框架-剪力墙(筒体)协同工作模型,参考《动力机器基础设计规范》(GB50040-96),给出了地基基础的两层简化模型,通过与10栋典型高层建筑标准结果的对比,进行了地基质量、土体模型自由度、抗剪刚度和阻尼比的逐步改进。将地基土体质量由原模型的基础以下基岩以上的土体质量改为整体分析法给出的土体质量;将地基土体由原模型的两个自由度改为多个自由度,并给出了各层土体抗剪刚度的确定方法;建议土层的剪切模量G取0.5倍的Gmax、阻尼比取15%,提出了修正的层层简化模型,给出了一种高层建筑土-结构相互作用简化分析方法。通过该方法和整体分析方法的计算结果比较发现,较原两层简化模型的方法,土-结构体系的自振特性和结构顶点加速度峰值有明显改善,结构顶点加速度反应谱更为合理,尤其是长周期段峰值所对应的周期均与整体分析方法结果更为接近。由此表明,该方法可作为一种合理实用的高层建筑土-结构相互作用简化分析方法,用于一般高层建筑土-结构相互作用的分析和重要高层建筑土-结构相互作用的初步分析。另外,该方法给出的地基基础简化分析模型,也可推广应用于其它类型建筑物、结构工程的地基基础和土-结构相互作用分析中。
王文晖[10]2013年在《地下结构实用抗震分析方法及性能指标研究》文中研究指明本文采用理论分析和数值模拟方法，对地下结构实用抗震分析方法及其性能指标进行了系统研究。首先对地下结构横断面抗震分析中常见的实用方法进行了综合比较；针对得到广泛应用的反应位移法开展了深入研究，并提出了两种改进的整体式反应位移法；然后分析总结了地下结构破坏模式，提出了适用于矩形地下结构的量化性能指标；最后建立了非一致地震作用下隧道纵向动力反应分析模型，并提出了隧道纵向抗震分析的实用方法。本文的主要研究工作和成果如下：（1）对地下结构横断面实用抗震分析方法进行了系统的对比研究。全面梳理了目前地下结构抗震分析中常见的实用分析方法：地震系数法、自由场变形法、土－结构相互作用系数法、反应位移法、反应加速度法和Pushover分析方法。根据方法基本原理分析了各实用方法的主要误差来源，并结合实际工程的数值模拟对各实用方法进行了综合比较，结果可为工程实践中实用方法的选择提供参考。（2）提出了两种地下结构横断面抗震分析的整体式反应位移法。采用土－结构动力相互作用问题中的子结构法和整体有限元方法，论证了经典反应位移法理论基础的严密性。针对经典反应位移法在计算精度、计算成本以及适用范围等方面存在的问题对方法进行改进。通过改变计算模型和地震作用求解方法，提出了两种整体式反应位移法，并验证了改进方法的有效性。结果表明，与经典反应位移法相比，整体式反应位移法计算精度高、计算工作量小、适用范围广。（3）研究了地下钢筋混凝土框架结构抗震性能指标。通过对典型地铁车站结构进行地震反应分析，研究了地下矩形钢筋混凝土框架结构的破坏机理。基于地下框架结构破坏模式，提出了地铁地下结构抗震性能水平的划分方式。通过典型地铁车站结构参数分析和结构抗震性能试验数据统计分析等方法，初步提出了地下矩形钢筋混凝土框架结构的量化性能指标。（4）提出了地下隧道结构纵向抗震分析的整体式反应位移法。基于一维化时域有限元算法，介绍了SH波斜入射时自由波场的计算方法。通过自编程序实现了SH波斜入射时的有效波动输入，建立了非一致地震动作用下隧道纵向动力反应分析模型，开展了隧道纵向抗震分析，获得了地震波斜入射对隧道纵向地震反应的影响规律。结合地震波斜入射时自由波场的计算方法，对纵向反应位移法进行改进，提出了隧道纵向抗震分析的整体式反应位移法，并验证了改进方法的有效性。
参考文献：
[1]. 抗震设计地震动参数及地震安全性评价的若干问题研究[D]. 余湛. 同济大学. 2008
[2]. 岩土动剪切模量阻尼试验及应用研究[D]. 孙静. 中国地震局工程力学研究所. 2004
[3]. 浦东机场二期航站楼多点地震反应分析[D]. 林清. 同济大学. 2008
[4]. 土动力参数的测试误差与孔压影响研究[D]. 李晓飞. 中国地震局工程力学研究所. 2016
[5]. 土层地震反应分析方法的比较研究[D]. 齐文浩. 中国地震局工程力学研究所. 2004
[6]. 新一代土层地震反应分析方法研究[D]. 李瑞山. 中国地震局工程力学研究所. 2016
[7]. 珊瑚岛礁场地地震反应分析初探[D]. 李天男. 中国地震局工程力学研究所. 2017
[8]. 复杂场地的土层地震反应分析[D]. 潘旦光. 同济大学. 2003
[9]. 高层建筑土—结构相互作用地震反应分析研究[D]. 刘洁平. 中国地震局工程力学研究所. 2009
[10]. 地下结构实用抗震分析方法及性能指标研究[D]. 王文晖. 清华大学. 2013
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