坡地场地效应对掉层框架结构地震响应的影响研究
发布时间：2023-12-13 17:31
掉层结构具有不同高度处的多个接地端,如果因坡地场地效应导致不同接地端产生不可忽略的差动地震动,则需要考虑非一致激励输入问题。为此,应考察坡地场地效应的影响以给出设计建议。论文进行了以坡高和土质条件为变量的坡地自由场地震反应分析;对掉层框架结构在地震动一致激励和非一致激励下的地震响应进行了对比分析,研究了坡地场地效应对掉层框架结构地震响应的影响规律,及其与地震作用方向、结构布置方式和结构高度的关系;结合结构响应影响规律给出掉层框架结构考虑坡地场地效应的建议。论文主要结论如下:(1)在坡地场地中,坡上与坡下地表地震动之间存在差异,坡上地表地震动的幅值和反应谱卓越周期受坡高和土质条件差异的影响。(2)考虑坡地局部场地效应时,掉层框架结构地震响应规律受土质条件和坡高的影响最为显著,土质条件从软弱土到中硬土变化时,结构地震响应放大程度逐渐减弱,响应放大部位从上部结构向掉层部分转移;坡高从3m到15m变化时,结构地震响应放大部位基本一致,但响应的放大程度随坡高增大显著增大。(3)地震作用方向、结构布置方式以及结构高度的差异对坡地场地效应下掉层结构地震响应规律的影响不明显。(4)在坡高小于9m或土质...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 山地建筑结构研究现状
1.3 地震动空间变异性研究现状
1.4 考虑局部场地效应的山地建筑地震动研究现状
1.5 本文研究目的及内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
2 土层及掉层结构的非线性分析模型
2.1 单元模型和材料
2.1.1 土体本构模型
2.1.2 钢筋本构模型
2.1.3 混凝土本构模型
2.2 地震波选取及输入
2.3 阻尼设置
2.4 单元格划分
2.5 人工边界问题
2.5.1 人工边界理论研究
2.5.2 地震波动输入方法
2.5.3 正确性和适用性验证
2.5.4 有限元软件中的实现
2.6 小结
3 考虑坡地局部场地效应的自由场地震反应
3.1 引言
3.2 研究变量及算例
3.2.1 研究变量
3.2.2 模型建立
3.2.3 计算域选取
3.3 自自由场地地震反应分析
3.3.1 地表地震动加速度时程
3.3.2 地表地震动加速度反应谱
3.4 小结
4 坡地局部场地效应对掉层框架结构地震响应影响
4.1 引言
4.2 算例设计
4.2.1 算例参数
4.2.2 模态分析
4.2.3 地震动非一致激励的实现及验证
4.3 计算分析工况
4.4 顺坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
4.4.1 位移分布规律
4.4.2 层间位移分布规律
4.4.3 楼层剪力分布规律
4.5 横坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
4.5.1 位移分布规律
4.5.2 层间位移分布规律
4.5.3 楼层剪力分布规律
4.6 结构屈服机制和薄弱部位研究
4.7 规律总结
4.8 小结
5 结构高度对局部场地效应下掉层框架结构地震响应影响
5.1 引言
5.2 算例设计
5.2.1 算例参数
5.2.2 模态分析
5.3 计算分析工况
5.4 顺坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
5.4.1 位移分布规律
5.4.2 层间位移角分布规律
5.4.3 楼层剪力分布规律
5.5 横坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
5.5.1 位移分布规律
5.5.2 层间位移角分布规律
5.5.3 楼层剪力分布规律
5.6 规律总结
5.7 小结
6 结论与展望
6.1 主要工作内容
6.2 主要结论
6.3 本文创新点
6.4 今后研究展望
致谢
参考文献
附录
A 地表地震动加速度时程
B 不同坡高和不同土质条件下地震响应规律
B.1 顺坡向地震作用下
B.2 横坡向地震作用下
C 不同坡高和不同土质条件下地震响应放大系数
C.1 顺坡向地震作用下
C.2 横坡向地震作用下
D 不同结构高度和不同土质条件下地震响应规律
D.1 顺坡向地震作用下
D.2 横坡向地震作用下
E 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3873617
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 山地建筑结构研究现状
1.3 地震动空间变异性研究现状
1.4 考虑局部场地效应的山地建筑地震动研究现状
1.5 本文研究目的及内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
2 土层及掉层结构的非线性分析模型
2.1 单元模型和材料
2.1.1 土体本构模型
2.1.2 钢筋本构模型
2.1.3 混凝土本构模型
2.2 地震波选取及输入
2.3 阻尼设置
2.4 单元格划分
2.5 人工边界问题
2.5.1 人工边界理论研究
2.5.2 地震波动输入方法
2.5.3 正确性和适用性验证
2.5.4 有限元软件中的实现
2.6 小结
3 考虑坡地局部场地效应的自由场地震反应
3.1 引言
3.2 研究变量及算例
3.2.1 研究变量
3.2.2 模型建立
3.2.3 计算域选取
3.3 自自由场地地震反应分析
3.3.1 地表地震动加速度时程
3.3.2 地表地震动加速度反应谱
3.4 小结
4 坡地局部场地效应对掉层框架结构地震响应影响
4.1 引言
4.2 算例设计
4.2.1 算例参数
4.2.2 模态分析
4.2.3 地震动非一致激励的实现及验证
4.3 计算分析工况
4.4 顺坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
4.4.1 位移分布规律
4.4.2 层间位移分布规律
4.4.3 楼层剪力分布规律
4.5 横坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
4.5.1 位移分布规律
4.5.2 层间位移分布规律
4.5.3 楼层剪力分布规律
4.6 结构屈服机制和薄弱部位研究
4.7 规律总结
4.8 小结
5 结构高度对局部场地效应下掉层框架结构地震响应影响
5.1 引言
5.2 算例设计
5.2.1 算例参数
5.2.2 模态分析
5.3 计算分析工况
5.4 顺坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
5.4.1 位移分布规律
5.4.2 层间位移角分布规律
5.4.3 楼层剪力分布规律
5.5 横坡向地震作用下掉层框架结构地震响应特征及规律
5.5.1 位移分布规律
5.5.2 层间位移角分布规律
5.5.3 楼层剪力分布规律
5.6 规律总结
5.7 小结
6 结论与展望
6.1 主要工作内容
6.2 主要结论
6.3 本文创新点
6.4 今后研究展望
致谢
参考文献
附录
A 地表地震动加速度时程
B 不同坡高和不同土质条件下地震响应规律
B.1 顺坡向地震作用下
B.2 横坡向地震作用下
C 不同坡高和不同土质条件下地震响应放大系数
C.1 顺坡向地震作用下
C.2 横坡向地震作用下
D 不同结构高度和不同土质条件下地震响应规律
D.1 顺坡向地震作用下
D.2 横坡向地震作用下
E 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3873617
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