地基与结构相互作用效应的中美抗震规范对比及简化方法研究

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地基与结构相互作用对软土地基上的高层建筑的地震作用响应有着不可忽视的影响,这已经被很多研究成果所证实。我国抗震规范规基于大量算例统计分析结果给出了结构抗震设计时考虑地基与结构相互作用的条件和地震作用折减方法。但规范中并未直接反映地基与结构相互作用对体系的阻尼比的影响,也未体现因相互作用引起的侧向位移增加而导致的附加重力二阶效应。基于地基与结构相互作用基本原理所提出的考虑相互作用效应的结构抗震设计方法,是一种值得探讨的研究思路。  论文详细对比了中美抗震规范关于地基与结构相互作用效应的理论体系、实现途径和应用条件;引入美国抗震规范中地基与结构相互作用效应的实现方法,考虑中国建筑结构的特点,提出了一种基于地基与结构相互作用基本理论的地基与结构相互作用效应的简化计算方法;设计结构算例,采用有限元软件ANSYS,验证了简化方法的可行性。研究的主要结论有:  ①通过地基与结构相互作用的理论分析和中美抗震规范的地基与结构相互作用效应条文对比,提出了我国抗震规范中地基与结构相互作用效应实现方法的不足及改进措施。  ②基于美国抗震规范中地基与结构相互作用效应的实现方法,对结构的周期延长系数计算公式进行了简化,给出了考虑阻尼比调整和附加重力二阶效应的简化的地基结构相互作用效应的计算方法。制作了不同剪切波速下不同结构体系的自振周期延长系数表、阻尼修正表,便于设计人员使用。  ③设计验证算例,采用有限元软件ANSYS验证了简化方法的合理性。结果表明简化计算方法能够比较全面的反映地基与结构相互作用效应的影响
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