浅谈层状场域内上、下部结构动力相互作用的输入地震动问题研究

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1、西安理工大学硕士学位论文层状场域内上、下部结构动力相互作用的输入地震动问题研究姓名：解振涛申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张俊发20070301摘要论文题目：层状场域内上、下部结构动力相互作用的输入地震动问题研究学科专业：结构工程研究生：解振涛指导教师：张俊发教授摘要签名：长期以来，建筑结构抗震设计中的地震反应分析多采用刚性地基假定，计算模型常仅考虑上部结构，输入地震动采用自由场地表的地震动时程。对于高层建筑结构，因体量庞大、质量巨大，如果建造于非基岩上，其上、下部结构动力相互作用将是一个不容忽视的影响因素，则结

2、构的输入地震动也将大大有别于自由场地震动，因此，对高层建筑结构进行地震反应分析时采用的地震动输入需仔细讨论。本文围绕层状场域内上、下部结构动力相互作用的地震动输入问题，针对目前普遍采用的将地基、基础与上部结构整体建模进行地震动时程分析的整体法，指出了其地基底部的地震动输入仍采用地面地震动时程的不合理性，提出应该采用与地基选取深度相对应的地层深处的地震动时程，并对此开展研究工作，力求在进行高层建筑结构地震反应分析时的地震动输入更加符合实际情况，减小因地震动输入的不合理而带来的计算误差。研究得到的主要结论和成果有：1．选用具有

3、均匀分布的随机相角余弦函数的线性叠加作为数学模型来合成与所需要求符合的地震波，此方法不仅能满足地震波的三要素，而且与现行规范的反应谱相衔接，具有实用性，本文依据相关理论编制了相应的计算程序，并利用该程序生成了拉西瓦水电站坝址区的人工地面地震动时程。2．在层状场域内，采用线性滞回土层的暂态地震响应理论对地面地震动时程向地层深处进行反演是可行的，本文依据相关理论编制了相应的计算程序，通过SHAKE91程序的频域正演验证和有限元模型的时域正演验证均表明该反演程序的计算结果具有较高精度。3．反演得到的地层深处的加速度时程与地面的加

4、速度时程相比，幅值有一定程度的降低，频谱特性也有一定的改变，表明场地土层对入射波具有放大和滤波作用。4．地面地震动时程与地层深处的地震动时程有着明显的差异。关键词：人工模拟地震波；层状场域；反演；正演；时域；频域；ANSYS；SHAKE91菠垒!壁!!堕一Title：STUDYONINPUTSEISMBASEDONINTERACTIONOFUPPERANDLOWERPARTSINLAYEREDSOIL-FIELDMajor：StructureengineeringName：ZhentaoXieSupervisor：Prof

5、．Jun-faZhangAbstractSignatureForalongtime，therigidgroundassumptionhasbeenusedfurearthquakeresponseanalysisintheseismicdesigninwhichonlysuperstructureisconsideredinthemodelandthefreefieldsurfaceinputofgroundmotionisadopted．However,asfurthecaseoftallbuildingwithcolo

6、ssalv01．andvastnessmassbuiltonnon—bedrock，theeffectofinteractionofupperandlowerpartswillbenotallowedneglect，thestructuralinputseismwouldbehighlydifferentfromfreefieldgroundmotion，SOtheinputseismofseismicresponseanalysisontallbuildingneedsfurtheranddetailedexaminal

7、【ion．Centeredontheproblemabove，thisp印eraimsatintegralmethod，whichmealkstheanalysisofseismicresponseonsoil—fuundation-superstructureintegralmodel，adoptedatlargeforthemoment，indicatestheirrationalityofthefreefieldsurfaceinputofgroundmotionisadoptedonthismodel，bringf

8、orwardtheinputseismonthismodelissupposedtoadoptseismaccelerationtime．．historyofthedepththatcorrespondwiththedepthofusingfoundation．Theresearchoftheprobl