考虑桩—土—结构相互作用的上部结构Pushover分析

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桩-土-结构动力相互作用是当前岩土地震工程领域的研究热点之一。现阶段,考虑桩-土相互作用的上部结构地震反应分析大多采用时程有限元法进行计算。但由于该法理论复杂、工作量大、不易收敛、以及对研究人员的素质要求较高,在实际工程中较难推广应用。随着基于性能抗震设计方法的发展,Pushover方法逐渐发展成熟。Pushover方法是一种近似评估结构抗震性能的静力非线性计算方法,具有概念简单、操作方便、计算效率高等优点。论文采用Pushover方法对考虑桩-土相互作用的结构地震反应进行了分析研究。主要工作如下:(1)详细介绍了Pushover方法的基本理论,包括基本原理、侧向加载模式、具体实施步骤、目标位移的确定方法等;简述了有限元程序SAP2000的研究特点、注意事项,以及应用该软件进行Pushover分析的实施过程。(2)侧向加载模式是Pushover分析的重要影响因素,论文对某刚性地基假定下的10层框架结构采用7种不同侧向加载模式进行了Pushover分析,并与三条典型地震动作用下的非线性动力时程分析结果进行了对比,结果表明对于以第一振型为主的结构,各种侧向加载模式的Pushover分析结果差别较小,推荐采用倒三角加载模式。(3)详细介绍了桩-土-结构相互作用分析的有限元模型和文克尔梁模型。应用Pushover方法对三种考虑桩-土-结构相互作用的计算模型进行了平面非线性Pushover分析,与动力时程分析结果进行比较表明,Pushover方法与非线性动力时程方法计算误差很小;弹簧刚度系数取值合理的文克尔梁模型可以取代有限元模型,分析考虑桩-土相互作用的结构地震反应。
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