[发明专利]一种地震作用下建筑物基础稳定性验算方法

摘要

本发明属于建筑结构的设计技术领域，具体涉及一种地震作用下建筑物基础稳定性验算方法。该方法首先选用通用有限元程序ANSYS建立建筑物的三维空间有限元模型，再根据力学原理加载计算推导得到动力特性相一致的集中质量杆单元模型，将得到的集中质量杆模型导入ACS SASSI程序，根据厂址地基条件，在ACS SASSI程序中补充建立地基模型，并输入地震动时程，利用ACS SASSI程序的计算内核，实现土‑结构相互作用(SSI)及地基非线性等计算功能。采用本发明的方法，可以使分析模型更加符合实际、计算结果更加精确可靠，同时本方法简单适用、易于操作、便于在实际工程中实现。

主权项

1.一种地震作用下建筑物基础稳定性验算方法，包括如下步骤：(1)采用通用有限元程序ANSYS建立建筑物的三维空间有限元模型；(2)根据力学原理得到集中质量杆单元模型，集中质量杆单元模型中集中质量所受的水平地震作用Hm和竖向地震作用Vm与层间剪力Xm及层间轴力Ym的关系为：X1＝Hn+Hn‑1+…+H2+H1；Y1＝Vn+Vn‑1+…+V2+V1X2＝Hn+Hn‑1+…+H2；Y2＝Vn+Vn‑1+…+V2…………Xn‑1＝Hn+Hn‑1；Yn‑1＝Vn+Vn‑1Xn＝Hn；Yn＝Vn其中，1,2，…，n：表示楼层数；Xm(m＝1,2，…，n)：表示水平地震作用下各层层间剪力；Ym(m＝1,2，…，n)：表示竖向地震作用下各层层间轴力；Hm(m＝1,2，…，n)：表示水平地震下各层集中质量所受水平地震作用；Vm(m＝1,2，…，n)：表示竖向地震下各层集中质量所受竖向地震作用；(3)将得到的集中质量杆单元模型导入ACS SASSI程序，根据厂址地基条件，通过在ACS SASSI程序中补充建立地基模型来考虑地基非线性特性和土‑结构相互作用效应，并输入地震动时程，利用ACS SASSI程序的计算内核，采用动力时程分析法计算得到厂房基础抗滑移及抗倾覆验算的动态结果，具体方法如下：(3‑1)输入地震动时程进行动力分析，得到与时间点i相关的层间剪力Xm,i时程和层间轴力Ym,i时程，其中，底层X1,i和Y1,i为基底水平向总滑移力及对应时刻的竖向地震作用；进行相关工况组合后应用基础抗滑移验算计算得到与i时刻相关的抗滑移验算系数Kh,i时程；(3‑2)根据集中质量杆单元模型中集中质量所受的水平地震作用Hm和竖向地震作用Vm与层间剪力Xm及层间轴力Ym的关系，由计算得到的层间剪力Xm,i时程和层间轴力Ym,i时程，推算得到各集中质量处的水平地震作用Hm,i时程和竖向地震作用Vm,i时程，进行相关工况组合后应用基础抗倾覆验算计算得到与i时刻相关的抗倾覆验算系数Kq,i时程；(4)将计算结果与相关抗震设计规范中的安全系数限值进行比较，判断是否满足设计要求。