柳州铁道职业技术学院 广西柳州 545616
摘要：本文通过ANSYS对三个建立在软土场地上的典型超高层建筑，分别进行考虑SSI效应与不考虑SSI效应动力特性分析，得到SSI效应下，长周期地震对软土场地上超高层建筑的动力特性，为抗震设计等提供理论依据。
关键词：SSI效应；长周期；软土；动力特性；超高层
0引言
许多超高层建筑所在的城市地区都为软土层，相关研究发现软土场地高层建筑的土-结构动力相互作用（SSI）不能够忽视，[1],[2]，SSI效应可能对结构产生不利影响。而以往研究没有特别关注SSI效应下，软土场地上长周期地震对超高层建筑动力特性的影响，本文通过模拟分析，得到软土场地上长周期地震与SSI效应对超高层建筑的动力特性，为抗震设计等提供理论依据。
1 算例设计和建模
为了研究软土场地SSI效应对超高层建筑的动力特性，本文通过有限元软件ANSYS分别建立考虑SSI效应与不考虑SSI的有限元模型，对同一软土场地上的四个典型超高层算例进行分析。
1.1上部结构模型建立
目前，超高层建筑的变形模式大多既有弯曲又有剪切变形,本文采用Miranda等[3]提出的模型来模拟上部结构。本文以
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=4为基础,通过调整相关参数，利用ANSYS软件分别建立了35、55、75层的Miranda模型,三个模型的参数如下表1所示
表1Miranda模型参数
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1.2下部结构模型的建立
本文选取典型软土场地，为了提高计算效率，采用平面单元模拟土体和桩。场地土体采用DP模型，土层的参数如下表2所示，选取瑞利阻尼。
表2土体相关参数
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2.三个算例动力特性分析
对于三个超高层算例，分别对其进行是否考虑SSI动力特性分析，基本自振周期对比如表表4。
表3 自振周期对比
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从表4中可以看出，在软土场地上超高层建筑，SSI效应使得结构的周期有一定的延长，35层、55层、75层结构的第一自振周期分别延长了1.47、1.25、1.12倍。通过三个算例对比分析发现，使软土场地上超高层建筑结构变得更柔是SSI效应作用下的特点。
3结语
本文以同一软土场地上的三超高层结构，建立考虑与不考虑SSI效应的有限元模型和不考虑SSI效应的上部结构有限元模型，并对模型进行动力特性分析，得到了以下结论：
1、在软土场地上超高层建筑，，SSI效应使得结构的周期有一定的延长，35层、55层、75层超高层 结构的第一自振周期分别延长了1.47、1.25、1.12倍。
2、对超高层结构，通过三超高层的对比分析可以发现，在软土场地上，考虑SSI效应可以明显改变其动力特性，使结构变的更柔。
参考文晓
[1] 王开顺, 王有为, 李林友. 土与结构相互作用地震反应研究及实用计算[J]. 建筑结构学报, 1986, 7(2): 64-76.
[2]易伟建, 杨随新. 软土地基上的土-结构动力相互作用[J]. 建筑科学与工程学报, 2005, 22(2): 61-65.
[3]Miranda E，Akkar S D．Generalized InterstoryDrift Spectrum［J］．Journal of Structural Engineering，2006，132( 6) : 840 ～852