土结动力相互作用对框架结构地震反应的影响

孟宪春

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都 610041)

0 引言

实际的建筑结构都是建于地基之上的，结构部分和地基土体是一个有机整体，它们相互影响，协调变形，共同承受重力荷载以及各种动力荷载。而结构设计人员往往忽视这种作用，仅仅考虑结构本身的受力特性。这种做法有时候是不经济的，而另外一些时候可能导致设计偏于不安全。对结构进行地震时程反应分析时，设计人员通常直接在结构模型底部施加地震波。这有两点和实际情况不符:1)没有考虑地基变形导致的上部结构内力重分布;2)地震波的能量只能通过结构内部耗散而不能通过反射传播到地基深处。本文利用ABAQUS有限元软件建立了不同框架结构地震反应的计算模型，分别对比了不考虑土结相互作用和考虑土结相互作用的结果差异。

1 有限元模型的建立

1．1 几何模型

为了反映结构刚度的影响，本文建立了高矮两组框架结构模型，每组中又包含两个模型，分别为不考虑土结相互作用的模型和考虑土结相互作用的模型。第一组框架为5层结构，首层层高5．5 m，其余层高为4．1 m，用以模拟普通多层框架，如图1和图2所示;第二组框架其他参数同第一组框架，只是层数由5层变为15层，用以模拟高、柔框架。

图1 不考虑土结相互作用的5层框架模型

图2 考虑土结相互作用的5层框架模型

在不考虑土结相互作用的模型里只建立了纯框架，考虑土结相互作用的模型里除了框架，还在框架底部建立了一定宽度和深度的土层。……