桩—土—钢、砼结构动力相互作用试验对比研究

为了分析不同上部结构-桩-土相互作用规律,分别进行了钢框架结构-桩-土模型和混凝土结构-桩-土模型的振动台试验,并对试验模型进行了相应的有限元数值模拟分析。试验采用三维叠层剪切模型箱,土体为均匀粉质黏土,钢结构和混凝土结构模型为简化的3层框架结构,桩基为3×3根群桩,桩径为10 cm,桩长为200 cm,输入为人工地震动时程,按时间相似比压缩1/5。振动台对比试验结果表明,相同几何尺寸的结构试验模型,混凝土结构的整体刚度大于钢结构,因此振动频率大于钢结构;相同地震作用下,钢框架结构模型加速度反应明显大于混凝土结构,桩身加速度放大系数前者为后者1.15~1.2倍,上部结构可达2倍,钢框架结构模型反应谱的卓越周期更长。有限元数值模拟的结果定性地验证了试验结果的合理性。

多向地震对非基岩场地核电厂房动力响应影响研究

本文采用大型振动台试验及有限元数值计算方法,研究了多向地震对非基岩场地核电安全厂房动力响应的影响.试验中土体选用均质粉质黏土,将实际核电厂房简化为三层框架-剪力墙结构模型,采用环形层叠剪切箱考虑土体的边界效应.分别输入水平单向和三向人工地震动进行多工况振动台模型试验,并采用有限元方法对振动台试验模型进行了数值模拟,对比讨论了试验和数值计算结果.研究表明:在土-核电厂房体系中,随着输入地震动幅值增大,加速度放大系数减小;多向地震动的耦合效应会导致核电厂房水平单向的加速度反应减小,且这一结果主要由另一水平方向地震分量产生,而竖向地震分量影响较小;而多向地震动的组合效应会导致核电厂房水平向的总加速度反应增大.此外,耦合和组合效应均对核电厂房的加速度反应谱有一定影响,耦合效应使反应谱中峰值周期附近幅值出现了明显降低,而组合效应在长周期段(0.10s以上)增大了反应谱幅值.

土-桩-钢框架结构动力相互作用特征研究

利用振动台模型试验和有限元数值模拟的方法对土质地基-群桩-钢框架结构体系动力相互作用的规律和特征进行研究,并讨论了基桩长径比对于体系动力相互作用特征的影响。试验地基土体模型为均匀粉质黏土,剪切波速约为213 m/s;群桩基础由9根长2.0 m、直径0.1 m的基桩3×3对称布置;上部结构模型简化为三层钢框架结构。本文研究结果表明:土-桩-钢框架结构体系的阻尼比相较固定基础情形有所增加,输入相同地震动时其地震反应小于固定基础情形;动力相互作用体系中运动相互作用的贡献与惯性相互作用相当,不应忽略;随着基桩长径比的增大,运动相互作用增大,钢框架结构的加速度反应增大。