土—結(jié)構(gòu)相互作用高層建筑TMD控制影響

根據(jù)導(dǎo)出的設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（ｔｍｄ）高層建筑動力放大系數(shù)計算公式，利用數(shù)值迭代法給出了ｔｍｄ最優(yōu)參數(shù)設(shè)計表格，同時分析了ｔｍｄ最優(yōu)設(shè)計參數(shù)對振型參與系數(shù)的敏感性．給出了地震作用下高層建筑ｔｍｄ控制優(yōu)化設(shè)計方法．最后給出了仿真分析，以說明本設(shè)計方法的應(yīng)用及ｔｍｄ對地震反應(yīng)控制的有效性

推導(dǎo)了高層建筑在脈動風(fēng)荷載作用下考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用時其順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)的計算公式,通過算例說明樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用對結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)有明顯的影響。一般而言,在結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)分析中,考慮相互作用并不總是安全的,在土中阻尼較小時,考慮相互作用后,結(jié)構(gòu)彈性位移有可能會大于剛性地基的彈性位移,而結(jié)構(gòu)總響應(yīng)的幅值總是大于剛性基礎(chǔ)時響應(yīng)的幅值,結(jié)構(gòu)越是高柔,該現(xiàn)象越為明顯,考慮了樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用后有可能增加結(jié)構(gòu)風(fēng)振時的不舒適度。因此,在高層建筑的風(fēng)振響應(yīng)分析中應(yīng)當(dāng)綜合考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用的影響。

推導(dǎo)了脈動風(fēng)荷載作用下考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用時高層建筑順風(fēng)向風(fēng)振加速度響應(yīng)的計算公式,通過算例說明樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用對結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振加速度響應(yīng)有明顯的影響。一般而言,各參數(shù)變化對加速度響應(yīng)的影響的幅度不同,在土中阻尼較小時,考慮相互作用后,結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)要比不考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用時大,即考慮了樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用后有可能增加結(jié)構(gòu)風(fēng)振時的不舒適度。因此,在高層建筑的風(fēng)振舒適度設(shè)計中應(yīng)當(dāng)特別考慮到樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用的影響。

用由風(fēng)洞試驗(yàn)得出的橫風(fēng)向荷載功率譜密度公式,推導(dǎo)出考慮結(jié)構(gòu)-土相互作用(ssi)的橫風(fēng)向荷載功率譜密度和結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣公式,得到結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)計算公式。對超高層建筑橫風(fēng)向振動算例說明,考慮ssi后,房屋高度、土層的剪切波速和結(jié)構(gòu)阻尼比的變化,對結(jié)構(gòu)頂層的彈性位移、總位移和總加速度響應(yīng)有不同影響,并指出不考慮ssi,高層建筑的橫風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)可能偏于不安全,因而對不同的響應(yīng)類型,給出了不需考慮ssi的結(jié)構(gòu)阻尼比取值范圍的建議值。

運(yùn)用有限元方法建立樁-土-結(jié)構(gòu)的動力相互作用的分析模型,對水平地震作用下考慮和不考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的高層建筑進(jìn)行二維彈塑性模擬和對比分析。通過對地震反應(yīng)峰值變化的比較,研究考慮相互作用后的上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)規(guī)律,并探討上部結(jié)構(gòu)剛度變化對相互作用的影響。

本文采用通用有限元程序ansys,針對上海地區(qū)一例土-箱基-高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維有限元分析,計算中土體的本構(gòu)模型采用等效線性模型,利用粘-彈性人工邊界作為土體的側(cè)向邊界,并研究了土體邊界位置、土性、基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)形式以及上部結(jié)構(gòu)剛度等參數(shù)對動力相互作用體系動力特性及地震反應(yīng)的影響。

上部結(jié)構(gòu)與地基相互作用對高層建筑抗震性的影響

隨著新版建筑抗震設(shè)計規(guī)范的出臺,建筑物抗震設(shè)計要求也日益提高.在以往的高層建筑地震響應(yīng)分析中,由于計算技術(shù)上的困難和經(jīng)濟(jì)上的約束,大多數(shù)時候工程師們都采用了固定基底假設(shè).這樣做對于建立在剛性比較大的地基上的結(jié)構(gòu),由于相互作用不是很明顯,還是可以接受的,但是對于建立在軟弱地基上的結(jié)構(gòu),由于相互作用比較強(qiáng)烈,在計算中是應(yīng)該考慮的.本文分別建立了考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用效應(yīng)(ssi效應(yīng))和不考慮ssi效應(yīng)時的高層結(jié)構(gòu)模型,分析了考慮ssi效應(yīng)在高層建筑地震響應(yīng)分析研究中的必要性.

提出一種上中結(jié)構(gòu)有限條法，地基特解邊界元法相結(jié)合的半解析方法，首次建立了這一力學(xué)模型在頻域內(nèi)的運(yùn)動方程并編制了求解結(jié)構(gòu)－地基動力相互作用的程序。通過計算有關(guān)算例，并與ｓｕｐｅｒｓａｐ程序計算結(jié)果進(jìn)行比較，證明本文的基本理論和計算程序是正確的，可行的。

簡述了層間隔震的工作特點(diǎn)及其與調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(tmd)2種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),建立了層間隔震與tmd混合控制體系的動力模型,對控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析,然后以一個21層框架剪立墻結(jié)構(gòu)為例,利用ansys軟件分析了此種混合控制的減震效果。計算結(jié)果表明層間隔震與tmd混合控制結(jié)構(gòu)對于超出設(shè)防烈度的地震在層間位移上具有較明顯的抗震效果。

選擇不同高度、不同結(jié)構(gòu)類型和不同場地條件的位于厚和深厚地基土層上的10棟典型鋼筋混凝土高層建筑,通過考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用對高層建筑地震反應(yīng)影響的分析,在地震動輸入、自振特性、相互作用影響因數(shù)、體系地震反應(yīng)等方面得到了一些具有實(shí)用價值的關(guān)系式,在此基礎(chǔ)上,給出了一種以結(jié)構(gòu)與土層第一周期系數(shù)αt為指標(biāo)的高層建筑土-結(jié)構(gòu)相互作用地震反應(yīng)分析簡化評估方法。該方法無需進(jìn)行復(fù)雜又費(fèi)時的高層建筑土-結(jié)構(gòu)相互作用分析,僅利用簡單省時的結(jié)構(gòu)和土層反應(yīng)分析結(jié)果,就可估計出高層建筑土-結(jié)構(gòu)相互作用體系的反應(yīng),可用于高層建筑考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用地震反應(yīng)的初步估計。

武漢理工大學(xué) 碩士學(xué)位論文 高層建筑屋頂花園tmd減震控制研究 姓名：雷靜雅

本文對帶tmd的高層建筑風(fēng)振響應(yīng)問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先建立了運(yùn)動方程,然后用第一振型將主體結(jié)構(gòu)展開,針對所得方程為非經(jīng)典阻尼和非對稱結(jié)構(gòu)以及脈動風(fēng)譜為非有理分式風(fēng)譜的情況,用線性濾波過程生成脈動風(fēng)譜,用復(fù)模態(tài)理論和擴(kuò)階法進(jìn)行解耦,獲得了等效風(fēng)譜對應(yīng)的以第一振型表示的結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的解析解。本文方法可用于帶tmd結(jié)構(gòu)的風(fēng)振與抗風(fēng)可靠度分析以及基于可靠度約束的抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計。

將土與結(jié)構(gòu)作為一個整體,采用平面土-結(jié)構(gòu)相互作用模型,提出了高層建筑土-結(jié)構(gòu)相互作用地震反應(yīng)分析方法.上部結(jié)構(gòu)采用平面框架-剪力墻(筒體)協(xié)同工作模型;地基以高度為h、寬度為b、厚度為t的土體來模擬;土體在靜力分析時采用duncan-chang模型,動力分析時采用等效線性化模型;基礎(chǔ)根據(jù)其形式及剛度,分別以梁單元、剛塊單元或受彎板單元來模擬.從2個場地覆蓋土層較厚的高層建筑為算例,闡明了土-結(jié)構(gòu)相互作用對高層建筑地震反應(yīng)的影響及該方法的適用性.

采用振型分解反應(yīng)譜法,分析了小高層建筑屋頂花園作為tmd的減震原理和該tmd與主體結(jié)構(gòu)頻率比和質(zhì)量比的變化規(guī)律,并闡述了對tmd的最優(yōu)參數(shù)設(shè)計;最后對屋頂花園tmd的抗震效果進(jìn)行了對比分析,用算例驗(yàn)證了該方法用于控制地震反應(yīng)的可行性,因而可有效地用以減輕城市地震災(zāi)害。

基于分層土-支盤樁-高層框架結(jié)構(gòu)相互作用體系的振動臺試驗(yàn),利用有限元分析軟件marc對支盤樁及直桿樁體系進(jìn)行相同條件下的建模,并與試驗(yàn)結(jié)果對比驗(yàn)證了其合理性。經(jīng)過對比分析,在x-z向地震波激勵下,直桿樁-高層建筑結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)相對于支盤樁體系的位移、變形明顯增大;兩種體系上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中區(qū)域主要在一層柱底和各層梁柱搭接處,而在柱底與承臺交界處最大;在柱底,支盤樁體系的剪應(yīng)力值和應(yīng)變值比直桿樁體系更大,很容易造成這個部位的局部破壞。計算結(jié)果表明:樁型改變時,高層建筑結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)有著較大的差異。

軟土地基上高層建筑—樁基相互作用多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析

軟土地基上高層建筑—樁基相互作用多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析

本文研究了高層建筑利用tmd(tunedmassdamper)減小地震反應(yīng)問題,首次提出了利用tmd減小高層建筑多個振型反應(yīng)的方法,文中給出一具有不同布置方式的tmd-高層建筑結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)模型及振動方程,利用振動疊加法探討不同的tmd布置方式對高層建筑減震效果的影響,給出了對實(shí)際工程應(yīng)用具有參考意義結(jié)果。

土-結(jié)構(gòu)體系的相互作用分析——本文簡要介紹了土與結(jié)構(gòu)體系的相互作用的概念，及在廠房實(shí)例計算中對此作用的分析方法。

結(jié)合實(shí)際工程,采用flac-3d三維數(shù)值模擬方法,通過對比單棟高層建筑與其所在的高層建筑群體兩種模型的計算結(jié)果,分析了多棟相鄰高層建筑同時施工對上部結(jié)構(gòu)-地基-基礎(chǔ)共同作用產(chǎn)生的影響,包括樁筏基礎(chǔ)和地基的變形及受力特性.結(jié)果表明:考慮共同作用時,多棟相鄰建筑同時施工,會使地基產(chǎn)生附加應(yīng)力的疊加并向周圍擴(kuò)散;最大沉降區(qū)域發(fā)生偏移,差異沉降加大;筏板的壓應(yīng)力減小,拉應(yīng)力增大;樁軸力明顯增大,尤其是樁頂軸力.鄰近建筑荷載同時施工對共同作用產(chǎn)生的影響在施工中期比在施工完成時表現(xiàn)更為明顯.

第33卷第2期 2000年4月 武漢水利電力大學(xué)學(xué)報 jwuhanl'tfivofh．＆eng v01．33no2 apt．2000 文章編號：1006—155xc20o0102—016—06 高層建筑物一樁筏基礎(chǔ)一地基相互作用 ‘1 體系動力特性分析 、 徐禮華，劉祖德，茜平一，丁仕苗 1 l?7| (1．武漢測繪科技大學(xué)城建學(xué)院，湖北武漢430079；2．武漢水利電力大學(xué)土建學(xué)院，湖北武漢43~72 3武漢測繪科技大學(xué)建筑設(shè)計院，湖北武漢430079) 摘要：從理論上探討高層建筑物一樁筏基礎(chǔ)—地基相互作用體系的動力特性，并運(yùn)用大型結(jié)構(gòu)分析通用軟件 psap，計算了某一特定體系在改變各種因素的條件下結(jié)構(gòu)的周期、頻率與振型，得出了對工程設(shè)計有參考價 值的結(jié)論． 關(guān)奠詞壹星堡塾塑 中圈分類號：t