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坡地建筑结构抗震性能分析

高利永  
【摘要】: 我国是一个多山的国家,许多城镇位于山区或沟壑地区,随着经济的发展,越来越多的建筑建设在坡地上,这给工程建设带来了很多的麻烦。在石质山区,常见的解决方法是将建筑设置在挖方区,建筑后退石质边坡一定的距离,设计则按正常的情况设计。但是工程上常见的是土质边坡,当建设场地高差不大时,工程上一般将一侧一层外墙兼挡墙设计,但这种处理方式没有合适的程序进行分析计算,结构设计实际上采用不同的嵌固端进行包络设计以保证结构的安全,然而有些工程设计按不考虑挡墙的刚度,而按不考虑挡墙或把挡墙按深梁输入进行计算分析,直观的感觉这种方法明显是错误的,可能导致结构实际发生预料之外的扭转效应。因此本文以实际工程为例,采用有限元软件SAP2000建立合理的有限元模型,采用只具有单方向刚度的面弹簧来模拟室外坡地土体作用,分析室外坡地土体对上部结构内力和变形的影响,主要研究内容如下: (1)详细介绍坡地建筑的特点,选出几组典型的坡地建筑结构工程实例,例如框架结构、框剪结构和剪力墙结构,并介绍其坡地建筑结构的抗震设计方法。 (2)应用常用结构设计软件PKPM,选取不同嵌固端,对其上三组坡地建筑结构建立有限元模型,进行模态分析和反应谱分析,并对比其不同嵌固位置的分析结果。 (3)采用空间有限元软件SAP2000,选取不同嵌固端,对其上三组结构建立有限元模型,进行模态分析和反应谱分析,对比其不同嵌固位置的分析结果;选取同一结构和统一嵌固端,与有限元软件SATWE计算结果进行对比。 (4)不考虑坡地土体作用下,利用有限元软件SAP2000对其上三组结构进行不同嵌固端下的弹性时程分析;在考虑坡地土体作用下对其上三组结构进行弹性时程分析,比较考虑土体作用和不考虑土体作用下时程分析的结果;并与反应谱分析结果进行对比,评价坡地建筑结构包络设计的可靠性,并且提出应用于实际工程的建议。


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