短樁基礎在南寧盆地的高層建筑中應用十分廣泛,這與南寧盆地特有的地層結構有關,目前,已建成的此類項目多達數(shù)百棟,規(guī)�？傊到|,但對于這類建筑物在地震荷載下的地震反應如何以及整體抗震方面是否有利等重大工程問題卻一直懸而未決,且鮮有人研究,這主要與地震反應問題的復雜性和分析的難度有關。本文針對短樁基礎-地基-高層結構體系,結合ABAQUS軟件為平臺的數(shù)值分析技術,提出了一種基于短樁基礎-地基-高層結構共同作用體系的非線性地震反應分析方法,并以位于南寧盆地且具有代表意義的某高層住宅樓項目為工程背景,將之成功應用。該研究方法為短樁基礎的設計和工程分析提供了較為明確的理論指導,研究結果對同類工程的抗震研究具有重要的借鑒價值,為重大工程問題提供了解決思路。本文的主要工作和創(chuàng)新之處有:(1)系統(tǒng)調研了南寧盆地的地質情況,總結出6種典型的地層組合模式,對南寧盆地各區(qū)域的黏土、粉土、圓礫、泥巖等土層的物理力學性質進行了較為細致的參數(shù)研究,為后續(xù)地震反應分析提供了基礎數(shù)據(jù)。(2)基于數(shù)值分析技術,提出了一種能夠考慮短樁基礎-地基-高層結構體系共同作用的非線性地震反應分析方法,利用該方法能夠有效地完成短樁基礎建筑體系的整體性地震反應分析。(3)利用編制的Matlab程序,根據(jù)不同的超越概率,擬合出適用于南寧盆地地層條件的人工合成地震波。(4)提出了篩選天然地震波的實用方法,遴選了符合南寧盆地地層條件的天然地震波,并編制了地震波校正程序,對選取的地震波進行校正,結果表明:校正后的地震波有效地消除了速度和位移時程曲線的漂移問題。(5)利用Fortran語言編程對ABAQUS軟件的接觸單元進行了二次開發(fā),并結合具體算例,驗證了接觸單元的有效性。(6)根據(jù)南寧盆地地質情況,挑選了最具代表意義的實際工程項目,構建了短樁基礎-地基-高層剪力墻結構體系的三維有限元精細化分析模型,在罕遇雙向水平地震條件下,完成了體系的非線性地震反應分析,主震方向為結構最不利地震方向,其中考慮的非線性因素為土體材料非線性和樁-土接觸非線性,分析結果表明:南寧盆地的二元地層組合對高層建筑結構的抗震不利,短樁基礎-地下室-高層剪力墻結構體系對抗震是有利的。(7)在罕遇雙向水平地震條件下,考慮土體的材料非線性和樁-土接觸非線性,分析了樁端土體和地下室側面土體的參數(shù)變化對結構地震反應的影響,研究結果表明:樁端土的彈性模量對結構的地震加速度反應的影響最為顯著;而地下室側面土體的彈性模量對結構的地震加速度反應、位移反應和內(nèi)力反應均有顯著影響。(8)在罕遇雙向水平地震作用下,研究了短樁-筏板-地下室-高層結構體系對周圍土體非線性地震反應的影響,研究結果表明:與自由場的地震反應相比,短樁基礎-地下室-上部結構體系的存在使得周圍土場的地表結點加速度峰值和相對位移峰值都顯著減小。(9)罕遇地震條件下,結合本文分析的工程項目,對高層剪力墻結構和短樁基礎分別進行了抗震性能分析,結果表明:短樁基礎-高層剪力墻結構體系的抗震性能良好。
【學位單位】：廣西大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU435
【部分圖文】：

第一章緒論??１．１選題背景及意義??南寧盆地處在桂林－憑祥斷裂帶上（見圖１－１），發(fā)生在這一斷裂帶上的地震具有以??下特點［５６’５７］：近場地震的震源通常較淺（一般多以震源深度１０公里左右的地震為主），??小震級，高烈度，對建筑物的破壞性強。??中國強霖及地芘帶分布圖?ｆ??：管‘＇?Ｚ??？ｔ－ｌｈ，：??蠡翥?Ｉ?ｆ?’?（公元前２３００年——公元２０００年）??圖１－１中國強震及地震帶分布簡圖（圖片來源于《中國國家地理》第５７２期）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｔｒｏｎｇ?ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??南寧盆地地層屬于較為特殊的二元地層［７７〃９’２（）７］，以南寧盆地一、二級階地上的地??層組合為例，主要的地層組合模式是：硬黏性土層－軟弱黏性土層或粉土層或粉砂層－圓??礫層－泥質或砂巖層，隨階地的逐漸抬高，上覆土層逐漸變薄直至下伏巖層直接出露地??表，南寧盆地的主要地層組合模型如圖１－２所示。??：畫：國：：國??１６?ｙ／ＡｙＺｗ／）?１６ｙ／／／／／／／／ｚ．?２７．：：：．?．．．．：．：．．：．．．?．：．??？?／?／?／?＾?／?／?／?／?

Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｅｎｅ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｕｍｐｉｎｇ?ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｌｉａｎｈｕａ?Ｒｉｖｅｒ?Ｄｉｓｔｒｉｃｔ??２００９年６月２７日，上海閔行區(qū)”蓮花河畔景苑＂小區(qū)內(nèi)一棟在建的１３層住宅樓發(fā)??生了整體性倒塌，引起全國關注，事故現(xiàn)場照片如圖１－３所示，此事故的調查結果顯示，??預應力管粧基礎在水平推力的作用下發(fā)生折斷，導致整個高層建筑物失穩(wěn)、傾倒。??上海蓮花河小區(qū)事故雖然與地震荷載無關，但從中可以看出，在特定環(huán)境下，使用??粧基礎的高層結構的整體性安全依然存在著較大的未知性，這也帶給我們一種反思，那??就是使用短樁基礎的建筑物，即便在豎向承載力方面能滿足設計要求，但是，當短粧基??礎承受較大水平力與彎矩作用時，比如地震來襲，使用短樁基礎的建筑物，特別是高層??建筑物的地震反應如何，短粧基礎建筑體系在整體抗震方面是有利還是不利等問題都是??未知的�！帮L險不可怕，怕的是風險不可控”，對于這些工程和科學問題，國、內(nèi)外的研??宄非常少見

地殼的不斷升高，加劇了河流的下切作用，隨之在邕江的兩岸逐漸形成了六級階地（Ｉ？??ＶＩ），目前為止，第六級（ＶＩ級）階地與邕江河床的高度差己經(jīng)超過了?１２１米，南寧盆??地整體的地質構造格局如圖２－１所示［１５１］。??南寧盆地的地形環(huán)境從整體上看是四周高，中間低，局部水平。地構造形式以褶皺??和斷層為主，其中，褶皺多以向斜為主，呈紡錘狀，大致沿東西方向延布，上部巖層的??傾角大多小于２１°，局部區(qū)域因斷層切割的原因，導致巖層傾角增大，一般可達到２４°？??３１°之間，整個斷層的兩翼形態(tài)不對稱，該區(qū)域次級褶皺構造比較發(fā)育。南寧盆地的斷??層構造主要是正斷層，少數(shù)為平移斷層及逆斷層，整體盆地的斷裂大約有５８條，東西??方向大致有１６條，東北方向大致有２１條，西北方大致有２０條，不過盆地中的斷層規(guī)??模一般都不大，規(guī)模最大的斷裂有２處：南寧盆地北部的心圩－韋村斷裂和西南部的龍??潭水庫斷裂。??ＩＯＨ＇?ＩＭＴ??＼?州市??巴。馬?＼?？??３４春百色?＼?…??Ｎｙ＼?Ｎ?枝平??平〇果?＼??－２３?｜?Ｗ?寧市?＾?＂??玉林
【參考文獻】

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本文編號：2839661