结构-地下室-桩-土动力相互作用的地震反应影响分析

本文主要探讨了地震作用下结构-地下室-桩-土相互作用体系的地震反应特性，发表于2005年9月的《河北建筑科技学院学报》。作者周占学、玉立军、李延涛和冯海瑛针对高层或超高层建筑中常见的地下室和桩基础结构，构建了一个分析模型。模型将整个体系划分为四个关键区域：桩土体系（桩土区）、两侧土区（I、E区）以及上部结构。在计算过程中，他们采用了样条有限元法和半解析无限元法分别对每个区域进行独立分析，并通过力的平衡和位移协调条件将这些区域整合成一个统一的整体。 研究发现，当考虑上部结构、地下室、桩和土体之间的动力相互作用时，由于地基的柔性影响，上部结构的地震反应如加速度和层间位移会有所降低。这一结果对于结构设计而言是有利的，因为它意味着考虑这种相互作用能够提高结构的抗震性能，减少地震引起的潜在风险。 论文的关键点在于“土-结构动力相互作用”，这是一个在工程抗震领域的重要研究课题。当前的研究大多集中在桩-土或地下室-土的相互作用上，但关于土-桩、地下室-结构整体交互作用的深入研究相对较少。然而，在实际工程实践中，考虑到这种复杂系统的相互作用对于确保高层建筑的安全至关重要。 模型中，作者假设土体由多个不同性质的土层组成，且为线弹性体；结构（包括地下室）采用弯剪模型分析，承台被视为刚体。对于桩土体，它被假设为正交各向异性介质，通过样条子域法将其分解为多个子区域，以便于进行精细化的有限元分析。 总结来说，这篇文章提供了对结构-地下室-桩-土系统在地震作用下的动态响应行为的深入理解，对于工程设计者来说，理解和掌握这种相互作用的效应对于提高抗震设计的准确性具有实际价值。