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对于上部结构-桩基础-土这一偶联体系的动力相互作用,由于涉及到上部结构、群桩、下覆地基等多种因素使得这一课题成为近年来结构动力学和土动力学中最为复杂的课题之一,引起了结构工程师和岩土工程师的极大兴趣。同济大学吕西林等在常规均匀土上试验的基础上又进一步实现了分层土-基础-高层框架结构相互作用体系的振动台模型试验,这是我国首次引入较全面的建筑-基础-地基相互作用室内模型试验。湖南大学尚守平等人通过框架结构-桩-土结构1/2比例模型动力相互作用的野外试验建立了试验模型结构的三维有限元分析模型,通过对试验模型的计算验证了有限元模型的可靠性。重庆大学姬淑艳等人探讨了土-结构动力相互作用对结构弹塑性变形影响。目前对桩-土-结构动力相互作用的数值模拟,还存在以下问题:桩基地震反应计算的简化有待进一步探讨;桩-土-结构动力相互作用的运动方程以及分析方法的研究仍待发展;对结构与土体本构关系的处理仍处于对以往经验性的选择;不同类型单元的连接以及桩土体系两侧人工边界选取值得商榷;场地材料特性场地材料特性等效及网格划分还缺乏说服力。本文对某十六层框架-剪力墙结构进行动力有限元分析,讨论了土体分层对桩-土-结构相互作用的影响,得到了一些对工程实际有益的结论。本文研究大体上以如下步骤进行:首先,理论分析部分中简单介绍了桩土接触分析的理论计算方法。其次,在有限元分析方法的选择中,具体介绍了接触分析方法和集中质量模型方法,对比两种方法优劣,选择集中质量模型方法作为本文研究方法。之后,进入建模分析阶段,本文分三次建模,上部结构采用布置规则的十六层框架-剪力墙模型,土层选择参考土左旗某地勘报告。依据实际场地土层情况调整土层深度建立了模型一;统一土层为砾砂层建立模型二;按常规设计方法不考虑相互作用,底部按完全嵌固考虑建立模型三。建模完毕后,开始各自求解。最后,针对三个有限元模型模态、时程分析的具体数据进行对比分析。结果表明土层情况对上部结构、桩基础和地基土的地震响应情况影响显著,若能大量开展分析得出相互作用的定量关系,将会使结构设计更贴近工程的在地震中的实际响应情况。