具有埋入式基础的高层建筑考虑土-结构相互作用时的风振响应

目的研究具有埋入式基础的高层建筑考虑土-结构相互作用时的风振响应,为高层建筑的抗风设计提供理论依据.方法以埋入式基础的框架结构为例,建立了高层建筑的简化计算模型,导出结构的运动方程,进而对比分析了刚性地基和柔性地基条件下,土-结构相互作用对结构风振位移和加速度响应的影响.结果当结构高度达到15层时,弹性位移增幅已接近刚性位移的50%,再考虑结构摆动的转角和基础平移,总位移已显著大于刚性位移,达到刚性位移的2倍左右.结论考虑土-结构相互作用后,结构体系自振频率明显降低,结构总响应幅值总是大于刚性地基时的响应幅值;且在给定条件下,结构越高,地基越柔,影响越大;而基础埋深越大,影响则越小.

全埋入单桩基础纵向振动模态正交性研究

基于全埋入单桩基础的纵向振动运动方程,结合节点力平衡和位移协调条件及单元局部对偶坐标系下的位移与轴力的对偶变换关系,从连续模型的角度证明了全埋入单桩基础纵向振动模态正交性.以回传射线矩阵法为基础,求解了全埋入单桩基础的自振频率、衰减系数及不同自振频率所对应的模态,并通过算例验证了全埋入单桩基础纵向振动模态的正交性.

均质土体中部分埋入单桩基础的模态正交性研究

将部分埋置于均质土体中的单桩基础划分为两个单元,分别建立各单元的纵向及横向振动运动方程,并求解各方程在频域中的解。结合各单元在局部对偶坐标系下的内力及位移的对偶变换关系及各节点的力平衡及位移协调方程,严格推导部分埋入单桩基础在局部对偶坐标系和单一局部坐标系下的模态正交性条件。以回传射线矩阵法为基础,进一步求解出部分埋入单桩基础的自振频率、衰减系数及模态,并通过数值算例验证部分埋入单桩基础的模态正交性条件公式推导的正确性。结果表明:若忽略数值计算结果的误差,部分埋入均质土体中的单桩基础的纵向及横向振动的模态均满足模态正交性条件。

全埋入单桩基础横向振动模态正交性研究

采用Timoshenko梁模型作为挠曲波在全埋入单桩基础中的传播模型,根据频域中全埋入单桩基础横向振动时的运动微分方程,结合各节点的力平衡、位移协调方程及局部对偶坐标系中内力及位移的对偶变换关系,严格推导全埋入单桩基础横向振动的模态正交性条件。以回传射线矩阵法为基础,求解全埋入单桩基础横向振动的自振频率、衰减系数及不同自振频率所对应的模态,并通过具体算例验证全埋入单桩基础横向振动模态的正交性条件公式推导的正确性。

埋入式基础地基阻抗函数分析

为简化现有地基动力阻抗分析和计算方法,采用埋入式基础的简化计算模型,推导了有利于工程推广应用的阻抗函数表达式,并借助Matlab软件对考虑土-结构动力相互作用时地基阻抗的振动特性进行了详细分析。研究表明:基础埋深比及土层的剪切波速、泊松比等参数对地基水平、摇摆及水平-摇摆耦合振动阻抗均有一定影响,且土层参数越小,埋深比越大,阻抗函数的变化就越显著。

土-结构相互作用的非线性反应

为了建立合理的高层建筑在强震作用下的土 结构非线性相互作用分析模型 ,进行了结构 基础 地基体系模型的振动台实验·实验验证了土性非弹性引起的非线性效应以及基础和周围土体局部脱离接触所引起的非线性效应·通过数据分析给出了非线性反应的基本特征 ,为合理估计两种非线性的影响提供了实验基础·分析表明完整的土 结构体系非线性模型中要充分考虑到基础翘离的影响 ,包括翘离引起的基础有效接触刚度的变化以及竖向振动与水平和回转振动三者的耦合效应·

山区送电线路铁塔埋头式基础设计

此设计将以往常用的基础顶端露出地面０．２ｍ改为埋入地下０．２ｍ，同时将保护帽高度由原来的０．３ｍ提高为０．５ｍ。这一改动不影响山区输电线路铁塔的有效呼称高，都能节省：土石方量２５％、基础出钢材２５％、砼１５％，并减少了自然地貌、植被的破坏；减少了水土流失，保护了自然环境。