地下建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的若干問題[權(quán)威資料]

1、地下建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的若干問題 本文檔格式為word,若不是word文檔,則說明不是原文檔。 最新最全的 學術(shù)論文 期刊文獻 年終總結(jié) 年終報告 工作總結(jié) 個人總結(jié) 述職報告 實習報告 單位總結(jié) 【摘要】隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，地下空間得到了廣泛的利用。由于越來越多的震害發(fā)生，地下結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性引起了政府和社會的普遍關(guān)注。本文介紹了地下結(jié)構(gòu)抗震設計的主要方法，簡述了地下結(jié)構(gòu)發(fā)生地震時的動力反應特性，提出了一些提高地下結(jié)構(gòu)抗震承載力的措施。 【關(guān)鍵詞】地下結(jié)構(gòu)；地震；動力反應 1 引言 隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展和人口的不斷增加，人們對交通和商業(yè)的要求也不斷提高，原有的地面結(jié)構(gòu)已不能滿足人們的需要

2、。為了緩解地面的交通壓力，減弱能源危機的影響，我國開始廣泛利用地下空間。目前，地下結(jié)構(gòu)已在交通、能源、國防工程的方面得到了廣泛的應用。近幾十年來，我國在城市中修建了很多地鐵、人防及其他工程，給我們的生活帶來了許多好處，但同時也帶來了一些有待解決的工程實際問題，其中地下結(jié)構(gòu)抗震性能的研究就是一項重要課題。由于地下震害的資料相對較少，所以長時間以來人們普遍認為地下結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，對地下結(jié)構(gòu)抗震研究重視不足。但近些年來，地下結(jié)構(gòu)震害的頻繁出現(xiàn)表明，現(xiàn)有的地下結(jié)構(gòu)并不一定安全，在強地震作用下可能發(fā)生嚴重的破壞，例如在1985年墨西哥8.1級地震中，建在軟弱地基上的地鐵側(cè)墻與地表結(jié)構(gòu)相交部位發(fā)生分離

3、破壞現(xiàn)象。由于我國地處歐亞大陸板塊、太平洋板塊和印度板塊之間，地震活動非常頻繁，6度及6度以上地震設防的地區(qū)就占全國總面積的三分之二以上，因此在對地下結(jié)構(gòu)進行設計時要充分考慮抗震問題。 2 地下結(jié)構(gòu)抗震成研究的主要方法 目前，地下結(jié)構(gòu)抗震的研究方法主要有原型觀測、模型實驗和理論分析。原型觀測方法是通過實地測量地震作用下地下結(jié)構(gòu)的動力反應及震害情況，揭示地下結(jié)構(gòu)抗震性能、震害機理的方法。主要包括地震觀測和震害調(diào)查兩種途徑。地震觀測方法需要地震發(fā)生前在所觀測的地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部關(guān)鍵部位及圍巖中埋設加速度計等有關(guān)測量裝置。由于地震的發(fā)生難以預知，因此此種方法得到資料較少，這方面工作開展相對較多的國家是日本

4、。1970年，日本利用松化群發(fā)地震，測定了地下管線動態(tài)應變，通過對測定結(jié)果的研究分析發(fā)現(xiàn)：管線與周圍地基一起振動，而自身并不發(fā)生振動。通過大量的地震觀測資料，進一步了解了地下結(jié)構(gòu)的振動特性，逐漸認識到對地下結(jié)構(gòu)地震反應起決定作用的是周圍土體的變形而不是地下結(jié)構(gòu)的慣性力，后來根據(jù)這一結(jié)論提出了反應位移法。震害調(diào)查是最真實的“原型試驗”結(jié)果，一直受到人們的重視。目前，這方面的資料正在不斷地積累，尤其是1995年日本阪神地震后收集到的大量的地下結(jié)構(gòu)方面的震害資料對于揭示地下結(jié)構(gòu)的震害機理，認識地下結(jié)構(gòu)的抗震性能等方面有著重要的研究價值。 模型實驗方法是地下結(jié)構(gòu)抗震研究的重要途徑，主要包括人工震源實驗

5、和振動臺實驗。人工震源實驗由于激震力相對較小，地下結(jié)構(gòu)很難達到較高的應力狀態(tài)，無法反應地下結(jié)構(gòu)非線性性質(zhì)及周圍土體破壞等因素對地下結(jié)構(gòu)動力反應的影響，所以目前此類實驗應用相對較少。振動臺實驗能夠較好地把握地下結(jié)構(gòu)的地震反應特性以及地下結(jié)構(gòu)與地基之間的相互作用特性，所以應用相對較多，近年來取得了豐碩的成果。 目前地下結(jié)構(gòu)抗震理論分析方法主要有波動解法和相互作用法兩類。其中波動解法是先以波動方程為基礎求解地下結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)中的波動場和應力場，然后再按照無限介質(zhì)中的孔口問題處理，求得支護結(jié)構(gòu)及圍巖中的應力。該方法不考慮土結(jié)相互作用的影響，實際應用中需要對問題做許多簡化，一般主要應用于研究地下結(jié)構(gòu)抗震

6、平面問題。相互作用法是首先求解介質(zhì)中自由場的地震運動，再根據(jù)結(jié)構(gòu)所在部位地基的運動求解地下結(jié)構(gòu)的運動方程。其中需將周圍介質(zhì)的作用等效為彈簧和阻尼器，考慮相互作用的影響。此方法比較適于從整體上反映地下結(jié)構(gòu)的三維特性。 3 幾種主要的地下結(jié)構(gòu)抗震設計方法 目前，國內(nèi)外沒有制定統(tǒng)一的地下結(jié)構(gòu)抗震設計標準，我國地下結(jié)構(gòu)的抗震設計主要采用靜力法、反應位移法和動力反應分析法三種方法。 靜力法是指將地震作用當作等效的靜力荷載進行抗震計算，普遍應用于地下管線、洞道的橫截面抗震設計，它將地震時的土壓力、結(jié)構(gòu)物和結(jié)構(gòu)物以上覆蓋土層作為外力考慮，此方法的缺陷是沒有考慮土層與結(jié)構(gòu)各自的振動特性及其相互關(guān)系。 反應位移

7、法是指用彈性地基上的梁來模擬地下現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，將地震時地基的位移當作已知條件，作用在彈性地基上，以求解在梁上產(chǎn)生的應力和變形，從而計算地下結(jié)構(gòu)的地震反應。該方法的理論基礎在于地震時支配地下結(jié)構(gòu)的地震反應是地基變形。目前，許多地下管線使用這種方法來進行其抗震設計。這種方法的缺陷在于把不規(guī)則地震波的傳播看作同一周期和同一方向的地震波，與實際相差甚遠。 動力反應分析法的基本原理是采用有限元理論，將地震記錄直接輸入結(jié)構(gòu)模型求得結(jié)構(gòu)的動力反應。該方法可細分為考慮土結(jié)構(gòu)的相互作用和不考慮土結(jié)構(gòu)的相互作用兩種。使用這種方法不但可以求得結(jié)構(gòu)受地震作用時的反應最大值，而且還能觀察到結(jié)構(gòu)反應的全過程。此方法在結(jié)構(gòu)物形

8、狀和地質(zhì)條件比較復雜時的地下結(jié)構(gòu)抗震反應分析中得到廣泛應用。此方法的缺點在于很難得到規(guī)律性的結(jié)論，其結(jié)果需要得到實驗或理論解析解的驗證。 4 地震時地下結(jié)構(gòu)的動力反應特性 由于地下結(jié)構(gòu)全部埋置在土中，周圍巖土介質(zhì)對地下結(jié)構(gòu)有一定的約束作用，所以地震發(fā)生時地下結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)如下一些與地面結(jié)構(gòu)不同的響應： 4.1結(jié)構(gòu)的動力反應一般不明顯表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)自振特性的影響。 4.2地震波的入射方向?qū)€性地下結(jié)構(gòu)的振動性態(tài)影響較大，地震波入射方向的微小變化就可能引起地下結(jié)構(gòu)較大的變形和內(nèi)力變化。 4.3地基的運動變形對地下結(jié)構(gòu)動力反應起主要作用。 4.4地震動力反應受埋深的影響很小。 4.5地下結(jié)構(gòu)的動力反應受地下

9、結(jié)構(gòu)與周圍地基土的相互作用影響很大。 5 提高地下結(jié)構(gòu)抗震承載能力的主要措施 根據(jù)地下結(jié)構(gòu)的震害分析，提高地下結(jié)構(gòu)的抗震承載能力可以從以下幾方面提高地下結(jié)構(gòu)的抗震承載能力： 5.1盡量將地下結(jié)構(gòu)建在穩(wěn)定的地基中，避免飽和砂土地基。 5.2盡量選擇埋深較大的線路。 5.3盡量采取暗挖法施工。 5.4在結(jié)構(gòu)中的節(jié)點處采用彈性節(jié)點。 5.5加強出入口的抗震性能。 6 結(jié)束語 目前，我國對地下結(jié)構(gòu)抗震方面的基礎研究工作還存在不足，積累的資料也不全面，對地下結(jié)構(gòu)的動力反應特性、抗震設計方法等方面的工作缺乏系統(tǒng)的研究，沒有形成獨立的地下結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范。因此，我們應該加強對地下結(jié)構(gòu)抗震設計的研究，不斷提高地下結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。 閱讀相關(guān)報告總結(jié)文檔:多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能探究 鉆孔灌注樁斷樁的原因分析及有效預防措施 建筑電氣節(jié)能設計的常見問題及對策分析 關(guān)于城市給水工程施工質(zhì)量管理的問題分析 加強建設項目全程控制管理 探討濕地公園的規(guī)劃設計 “歷史城區(qū)”概念在我國歷史文化名城保護應用的探究 基于iec61850標準的變電站集成系統(tǒng)模型研究 淺談光纜的測試參數(shù)和測試方法 簡析大比例尺地形圖測繪過程中如何提高整體效益 有關(guān)城市道路的規(guī)劃與設計 高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計要點淺談 小