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时间:2019-10-22
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1、形状不规则筏基在SH波下的动力响应研究摘要:采用薄层元素法,建立了土■筏板基础相互作用分析模型,并研究了形状不规则筏板基础在倾斜SH波作川下的动力响应。对平而形状为“L"形和形的刚性筏板基础的动力响应进行了比较分析。结果表明:在倾斜SH波作用下,慕础的水平响应减小,同时会产生扭转响应。基础的不规则性会对水平响应产牛-较人的影响,由丁•缺口位逍的不同,“L"形基础与形基础表现出不同的变化趋势。基础的不规则性对“L”形基础的扭转响应影响较小,而对“C”形基础在高频区域影响较人。关键词:地震工程;十■结构相互作用
2、;动力响应;不规则形状基础;扭转中图分类号:TU473ResearchonDynamicResponseofIrregularlyShapedRaftFoundationtoSH-waveExcitationWenXuezhang,JiangLin,ShangShouping(CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,Changsha410082)Abstract:ANumericalmodelforsoil-raftfoundation-interactionis
3、developedusingthethinlayeredelementmethod,andthedynamicresponseofirregularlyshapedraftfoundationsubjectedtoinclinedSHwaveexcitationisstudied・L-shapedfoundationsandC-shapedfoundationsareconsideredinthispaper.Theresultsshowthat:non-verticallyincidentSVwavesr
4、educethehorizontalresponseandgeneratethetorsionalresponse.Theirregularityofraftfoundationmakeslargeeffectonthehorizontalresponse・ThetrendsaredifferentinL-shapedfoundationsandC-shapedfoundations,duetothedifferentpositionofthehole・Theeffectsoftheirregularity
5、ofraftfoundationonthetorsionalresponseareverylittlefortheL-shapedfoundations,whilelargefortheC-shapedfoundationsinhigh-frequencyregion.Keywords:SeismicEngineering;Soil-StructureInteraction;DynamicResponse;IrregularlyShapedFoundation;Torsion0引言筏板基础是T程中常见的基础
6、形式之一。目前,对于筏板基础在地震波中的动力响应的研究,大多是以规则对称的圆形或矩形基础作为研究对象[1,2],但实际工程中,往往会出现其平面形状不规则对称的情况。而平面形状不规则会使结构在地靈中发生扭转,从而可能给结构带來较人的损坏,因此,有必要对不规则形状基础-地基的动力相互作川迹行研究。在以往的研究屮,本文作者对形状不规则基础的动力阻抗进行了研究13.4),而基础在地丧波作用下的动力位移反应,主要用于基础-上部结构了结构的动力输入,也是一个值得研究的课题。在垂直射入SH波作用下,对称基础不会发牛扭转而
7、非对称基础会发牛扭转,而在倾斜射入SH波作用下,即使是对称皋础也会发生扭转,对于非对称基础,影响因素增多,问题变得相对复杂。本文采用薄层元素法,对不规则形状筏板基础在各种倾斜角度的SH波作用下的动力响应进行了研究。1分析方法为了便于研究,本文的研究作了如下的假设:(1)假设七为均匀的粘弹性介质,不考虑其非线性;(2)筏板厚度较大,其刚度比土的刚度大得多,假设其为无质量刚体(基础质量一般是在基础■上部结构子结构小考虑);(3)假设土与筏板基础的接触面紧密接触,不发生脱离和相对滑移。(a)地震波激振问题(b)自
8、由场图1土■基础相互作用模型Fig.lModelofsoil-foundationinteraction土-基础动力相互作用系统如图1所示,设口由场的节点位移列向量为0,筏基约束后的土节点位移列向量为“,贝0节点力列向量F可表示为:F=K(u-uf)⑴式屮,K为土的刚度矩阵,可由下式得到:K=G_(2)式中,G为土的柔度矩阵,其各元素为各个节点处的Green函数,木文采用薄层元素法卜⑹求得,底部釆用Paraxi
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