基于土體變形的高層結構對相鄰多層結構的影響分析.pdf

1、隨著中國經濟飛速發(fā)展，既有多層建筑周圍，越來越多的高層建筑不斷涌現，且隨著城市用地的日益緊張，高層建筑與相鄰建筑間的間距也越來越小。這就給人們提出了一個新的問題，即建成之后的高層結構通過土體對相鄰多層結構究竟產生了多大的靜力影響，且當地震發(fā)生時，高層結構對相鄰多層結構的抗震性能和動力特性又會產生哪些影響。這是一個涉及土-結構相互作用的復雜問題，也是一個工程技術人員及廣大人民群眾迫切關心的問題。
　　現有研究中，在分析高層結構對相鄰

2、多層結構的靜力影響時，往往側重于高層結構基坑開挖施工過程中相鄰多層結構地基沉降分析，忽視了使用過程中的沉降分析。另外，實際工程中，為消除高層結構施工給相鄰結構的影響，常在基坑四周興建剛性支護結構，當高層結構施工完畢后，支護結構的撤除往往導致地基土體的再次擾動，從而影響著相鄰結構的安全。
　　本文在總結了國內外關于土-結構相互作用問題的研究方法和成果的基礎上，通過ANSYS有限元軟件建模分析，重點研究了使用過程中高框架結構對相鄰多層

3、框架的靜力及動力方面的影響，主要完成了以下工作：
　　(1)通過對大量相關文獻的概括總結，評述了國內外開展土-結構相互作用研究的現狀與發(fā)展水平，對土-結構相互作用的研究方法進行了歸納總結，分析了已有研究成果的局限性及存在的問題，提出了本文針對相鄰結構影響的土-結構相互作用體系所采用的分析方法以及基本框架思路。
　　(2)研究了上部結構-基礎-地基相互作用的數值計算方法和ANSYS有限元軟件程序中梁、殼等單元的力學特性，并就基

4、礎與地基的接觸方法做深入分析，得出參數選取的合理方法，為進一步的計算分析做準備。
　　(3)利用ANSYS有限元軟件提供的參數化設計語言，編寫了結構靜力反應分析及靜力分析結果提取的命令流，對考慮高框架影響和不考慮高框架結構影響的單幢多層框架進行了數值模擬計算，對比分析了特定基礎形式和考慮自重效應下多層上部結構、基礎及地基的受力和變形特性。對比分析內容包括多層框架結構基礎下土體沉降，特定位置柱的沉降差以及梁柱內力值(彎矩、剪力、軸力

5、)的變化規(guī)律。
　　(4)利用ANSYS有限元軟件提供的參數化設計語言，編寫了結構時程分析及時程分析結果提取的命令流，在選定的地震動下，對考慮高層結構影響和不考慮高層結構影響的單幢多層結構進行了時程分析，對比分析了高層結構對多層結構的動力影響。對比分析的內容包括上部結構地震反應(加速度、位移反應等)幅值，中間層及頂層位移時程曲線等。
　　(5)考慮高層結構的影響下，研究了不同間距以及不同土質特性對多層結構的靜力及動力反應的影