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华南理工大学学报（自然科学版）

第51卷第9期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.51No.9

2023年9月（NaturalScienceEdition）September2023

doi：10.12141/j.issn.1000-565X.220347

考虑SSI效应的框架结构体系动力响应分析

112†2

李培振肖嘉取杨金平丁永刚

（1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2.河南工业大学土木工程学院，河南郑州450001）

摘要：为了研究软土地基上考虑土-结构相互作用（SSI）对高层结构动力响应的影响

机理，文中设计了1∶6比例的框架结构模型，分别进行了考虑结构-桩-土动力相互作

用和刚性地基上框架结构的振动台试验。通过对比考虑SSI的框架模型和刚性地基框

架模型的结构动力响应，总结出本试验中SSI效应对高层纯框架结构的影响规律：考

虑SSI效应后，桩-土相互作用对地震波具有明显的过滤作用，大震时一般有削弱峰值

的作用，且整体结构的振动频率降低，阻尼比提高。从结构内力来看，SSI效应减小了

楼层剪力和弯矩，有效降低了地震动对结构的影响。从结构位移看，当震级较小时，

SSI效应减小了结构的弹性位移和层间位移角，降低了地震对结构的作用；当震级较大

时，上部楼层由于模型差异和损伤累积，部分工况下SSI效应增大了结构位移响应。

从结构加速度看，SSI效应降低了楼层绝对加速度和相对加速度，同样减小了地震对结

构的作用。这是由于SSI效应下桩-土相互作用产生辐射阻尼和滞回阻尼，消散了整个

结构-桩-土系统的能量，同时软土地基传递给上部结构的辐射波改变了结构的动力

特性。

关键词：土-结构相互作用；动力响应；振动台试验；高层结构；软土地基

中图分类号：TU318.4文章编号：1000-565X（2023）09-0139-10

地震波从震源发出后通过土介质传递给结构，有所不同，特别是对于上海等沿海软土地区，SSI

使其产生振动，同时结构体系将产生的惯性力反作效应尤为明显。这种影响也可以理解为SSI体系的

［5］

用于场地，产生新的振动，之后再作用于结构体系动力响应与单纯上部结构动力响应的区别。

产生新的振动，这种现象就称为结构-地基的动力目前，已有许多学者开展了若干关于土-结构

［1］

相互作用（SSI）。结构的动力响应（如楼层弯矩、动力相互作用模拟地震振动台的试验研究，对考虑

剪力、层间位移角、楼层速度、加速度等）作为结SSI效应的减震结构、隔震结构、砂土液化等体系

［6］

构的重要参数，对结构的抗震设计和减震隔震具有