两相邻建筑结构土结构体系动力特性,这篇相邻论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
相邻论文参考文献：
摘 要：为了研究建筑群中相邻结构存在导致结构动力特性的变化,将上部结构简化为等效单自由度模型,采用刚性基础明置于均质土层上,系统地研究两个相同结构所构成三维结构土结构体系中,邻近结构存在对结构动力特性的影响.根据结构土结构相互作用下体系存在两阶频率相近相位相反振动模态的现象,提出了孪生频率的概念.随后,探讨了孪生频率随结构和土层的频率比、结构之间的相对距离、基础宽度和土层厚度比等因素的变化规律,以反映两结构通过土体耦合对结构动力特性的影响.在此基础上,进行了行波地震输入下结构土结构相互作用体系动力反应计算,结果表明,由于孪生频率的存在,易于使结构和场地产生拍的现象.
关键词：结构土结构相互作用；动力特性；相对距离；频率比；拍
中图分类号：TU3113文献标志码：A文章编号：16744764（2014）03009207
Dynamic Characteristics
of StructureSoilStructure System for Two Neighbor Buildings
Pan Danguang1,Dou Liping1,2
(1.School of Civil and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, P.R.China;
2.Yinchuan ShiMao Real Estate Development Co. Ltd, Yinchuan 750002, P.R. China)
Abstract: In order to realize the variation of structural dynamic characterics due to neighbor structures in buildings, the surface structure is idealized as an equivalent single degree of freedom system with rigid base whose site consists of a single homogeneous layer. The dynamic characteristics of threedimensional structuresoilstructure interaction system, including two identical structures, are investigated to identify the additional effects caused by the presence of a second structure. When comparing the data from the soilstructure system with only one structure and the structuresoilstructure system, two close natural frequencies with opposite phase modes are identified. Therefore, the term twinfrequency is proposed. Next, the value of twinfrequency varying with the frequency ratio of structure to soil is discussed. Meanwhile, the relative distance between two structures and the ratio of foundation width to soil thickness are covered. The data will be used to consider the coupling effects of soil on the dynamic characteristics of structuresoilstructure systems. Finally, a numerical case of seismic response of the structuresoilstructure system is calculated under traveling wave excitations. The numerical results indicate that the twinfrequencies cause beatings of the structures as well as ground motion.
Key words: structuresoilstructure interaction; dynamic characteristics; relative distance; frequency ratio; beating
为了充分地利用土地,建筑和建筑之间的间距往往很小.日本的Kobe、法国的Nice、美国的Los Angeles、中国的上海等城市部分或全部修建在软土场地上,且位于地震带上或地震带的边缘.在地震作用下,土和结构之间的相互作用(soilstructure interaction, 简称SSI)是影响结构动力反应的关键因素之一［13］.局部区域内的建筑必将通过地基土对相邻结构的动力反应产生影响［45］,由此存在结构土结构相互作用(structuresoilstructure interaction, 简称SSSI)问题.
Luco等［6］首先研究了SH波作用下SSSI问题.Wolf［7］对反应堆建筑、反应堆辅助室和燃料处理室组合结构进行地震反应分析.田彼得等［8］采用二维边界元法研究弹性半空上两个条形结构的动力阻抗和动力反应.姜忻良等［9］研究两结构的动力反应随相互之间距离的变化规律.窦立军［10］分析了高层建筑对相邻多层建筑的影响.Padron等［11］研究了桩基结构的SSSI.Clouteau等［12］的计算结果表明,和SSI体系相比SSSI体系可使结构顶层的反应降低.王淮峰等［13］研究了由于相邻结构存在情况下基地剪力的变化情况.
在一定区域范围内的结构通过土体耦合而成为一个有机的整体.结构之间距离和结构基础宽度等的变化相当于改变了系统的质量和刚度分布,由此导致结构动力特性发生相应的变化.而结构的动力特性是影响结构的动力反应最关键的因素之一.为此,本文将上部结构简化为等效单自由度体系,比较两相同结构组成的结构土结构相互作用体系和单一结构下土结构相互作用体系动力特性的变化情况,系统地研究结构土结构体系动力特性随结构间的相对距离、结构和土体相对刚度比和基础宽度的变化规律.
1体系的计算模型
上部结构简化为等效单自由度体系,基础采用明置于等厚度均质水平土层上的方形刚性基础,所构成的结构土结构相互作用体系如图1所示.
图1结构土结构相互作用计算简图
图中B、L、H、D分别表示基础宽度、两基础间净距、土层厚度以及基础边界距人工边界的距离.将土体和结构进行有限元划分后,体系的无阻尼自由振动方程可表示为：
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