桩基础高层建筑结构抗震性能评价分析
2011-04-13王军
科技传播 2011年7期
王 军
胜利油田桩西采油厂基建工程管理中心,山东 东营 257237
1 桩基础高层建筑特点
由于高层建筑随着其建筑高度的增加,会受到较大的垂直和水平载荷,由此而产生巨大的弯矩和剪力,大大增加了其颠覆力矩,且作用水平载荷作为控制设计的主要载荷由风载荷和地震载荷构成,是一种动力载荷。高层建筑基础的受力情况更复杂,就要求其具有更高的稳定性、强度以及刚度,能够提供更大的水平与垂直负载能力。因此,在高层建筑结构基础大多采用桩基础形式,或者桩与其他基础形式复合组成的基础形式[1]。

图1 柱基础示意简图
2 桩基础建筑结构的抗震性能
2.1 桩基础对建筑结构震动的影响
研究表明,上部构造、地基土、基础形式等为影响建筑结构振动响应的重要因素。因此,分析建筑振动必须综合考虑土—基础—上部建筑结构的力学相互作用[2],通过实测可知,整体性良好、刚度大的基础形式的建筑振动响应明显降低。
基础对上部建筑结构的影响主要表现为刚度和阻尼,都为频率的函数,忽略上部建筑结构特性,假设其为刚体,忽略摆动阻抗函数与水平阻抗函数耦合作用,则基础对建筑结构影响的数学分析模型[3]可简化为:

图2 分析模型

方程为:


经过求解方程,引入质量附加系数ζ,阻尼比D,振幅放大系数Mmax,结果表明随结构总质量M减少或基础等效半径r0增大,体系附加质量系数ζ,阻尼比D,振幅放大系数Mmax减小,可以降低结构振动,起到减震的目的。……
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