不同土體對(duì)土

[摘要]《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50267-1997）規(guī)定：地基土平均剪切波速不大于1100m/s的地基，應(yīng)計(jì)入地基與結(jié)構(gòu)的相互作用。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》按土體的剪切波速的大小，將土體分為軟土，中軟土，中硬土，堅(jiān)硬土或軟質(zhì)巖石，巖石。本文以筏板基礎(chǔ)為例，土體分別假設(shè)為軟土，堅(jiān)硬土和基巖，通過(guò)SASSI程序進(jìn)行計(jì)算分析，通過(guò)對(duì)比分析，得出結(jié)構(gòu)在不同土體中反應(yīng)的一般規(guī)律。

[關(guān)鍵詞]土-結(jié)相互作用；有限元；SASSI；筏板基礎(chǔ)；樓層反應(yīng)譜

《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50267-1997）規(guī)定：地基土平均剪切波速不大于1100m/s的地基，應(yīng)計(jì)入地基與結(jié)構(gòu)的相互作用：計(jì)算基巖面可采用剪切波速大于700m/s的土層的頂面，其下應(yīng)無(wú)更低波速的土層。對(duì)于重要的核安全相關(guān)物項(xiàng)，在設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮土-結(jié)相互作用的影響。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）規(guī)定，土體按剪切波速的大小可分為，軟土，中軟土，中硬土，堅(jiān)硬土或軟質(zhì)巖石，巖石。本文以筏板基礎(chǔ)為例，土體分別假設(shè)為軟土，堅(jiān)硬土和基巖，通過(guò)SASSI程序進(jìn)行樓層反應(yīng)譜計(jì)算分析，通過(guò)對(duì)不同土體下樓層反應(yīng)譜的分析，得出結(jié)構(gòu)在不同土體中反應(yīng)的一般規(guī)律。

1、地基參數(shù)及地震動(dòng)參數(shù)

1.1地基參數(shù)

1.2地震動(dòng)參數(shù)

本文采用美國(guó)NRC RGl.60標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜。豎直方向加速度譜值采用水平方向的2/3。采用5%的阻尼比對(duì)應(yīng)的譜值。地震震動(dòng)峰值加速度取0.1g。

本文時(shí)程利用SASSI軟件的EOUAKE模塊分別生成三個(gè)方向的與給定地面反應(yīng)譜一致的地震加速度設(shè)計(jì)時(shí)程，持續(xù)時(shí)間為20s，步長(zhǎng)0.005s。

2、結(jié)構(gòu)模型

本文計(jì)算模型采用集中質(zhì)量桿模型，集中質(zhì)量桿單元模型建立主要采用BEAM4梁?jiǎn)卧蚆ASS21質(zhì)量單元。

質(zhì)量、質(zhì)心和質(zhì)量慣量由有限元整體模型求出，求得的質(zhì)量參數(shù)將用于MASS21質(zhì)量單元。將有限元整體模型逐層的梁、板、柱及墻單元組提取出來(lái)，按照樓層標(biāo)高分段。利用分段整體模型求得的剛度相關(guān)的參數(shù)將用于BEAM4單元。每個(gè)分段的墻、柱用BEAM4單元模擬，集中質(zhì)量點(diǎn)位于質(zhì)心處，用MASS21單元模擬。并利用參數(shù)調(diào)整因子調(diào)整模型，保證桿單元模型與三維有限元整體模型有相同的靜力和動(dòng)力特性。

3、結(jié)果對(duì)比分析

通過(guò)，當(dāng)?shù)鼗馏w性質(zhì)相同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)剛度越大，反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)頻率越高。對(duì)于反應(yīng)譜峰值而言，在10E時(shí)最大。分析認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)剛度為10E時(shí)自振周期與場(chǎng)地震動(dòng)周期最接近，因此反應(yīng)譜峰值略大。

4、結(jié)論和存在問(wèn)題

通過(guò)分析可以得出，土質(zhì)相同時(shí)，基本變化規(guī)律為反應(yīng)譜主頻隨結(jié)構(gòu)剛度的增大而增大；而反應(yīng)譜峰值同上部結(jié)構(gòu)的剛度與土體剛度的相互關(guān)系有關(guān)，當(dāng)二者接近時(shí)，峰值會(huì)增大。本文僅給出筏板基礎(chǔ)在不同土體中反應(yīng)的一般規(guī)律，但在實(shí)際工程中，土體的實(shí)際分布十分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式也多中多樣。因此，對(duì)于不同基礎(chǔ)形式在土體中的反應(yīng)還有待進(jìn)一步研究。