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随着建筑高度不断增加,结构体系日趋复杂,风对结构的影响变得越来越大。目前,我国高层建筑的抗风设计参照结构抗震设计方法,均采用刚性地基的假定,然而风振响应中,地基的柔性是否会对结构动力响应产生影响?基于这个问题,本文通过对比刚性地基和柔性地基下,高层框架结构的顶层位移和加速度响应来论证高层建筑风振响应考虑土-结构相互作用的必要性。 本论文针对高层建筑抗风问题,结合子结构方法和有限元方法共同研究了土-结构相互作用对结构的风振影响,主要研究内容包括: 1.激励源问题:对于结构的风振响应,源问题是上部结构所受到的风荷载,因此针对风的基本特性,本文运用线性滤波法模拟了对结构有影响的脉动风。 2.阻抗问题:频域内对土-结构动力相互作用效应研究的关键是地基阻抗函数的分析,本文采用埋入式基础的地基阻抗函数,详细分析影响阻抗函数的各种主要参数。 3.子结构法频域分析:针对高层框架结构,推导了考虑土-结构相互作用时,高层建筑顺风向位移响应和加速度响应的求解方程,根据作者自编的子结构法分析程序,研究了在脉动风作用下,土-结构相互作用对结构顶层位移和加速度的影响。 4.有限元模拟时域分析:以箱型基础的框架结构为研究对象,将地基土与高层结构相互作用体系进行了有限元模拟。在时域内,用整体分析方法,对结构在不同高度,不同地基条件以及不同基础埋深时的风振响应特性进行了对比研究。 本文的研究成果可为高层建筑的抗风设计提供更详尽的理论依据。