地下建筑結構抗震設計的若干問題[權威資料]

1、地下建筑結構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 學術論文 期刊文獻 年終總結 年終報告 工作總結 個人總結 述職報告 實習報告 單位總結 【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，地下結構的安全穩(wěn)定性引起了政府和社會的普遍關注。本文介紹了地下結構抗震設計的主要方法，簡述了地下結構發(fā)生地震時的動力反應特性，提出了一些提高地下結構抗震承載力的措施。 【關鍵詞】地下結構；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，原有的地面結構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，地下結構已在交通、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，其中地下結構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構的抗震性能較好，對地下結構抗震研究重視不足。但近些年來，地下結構震害的頻繁出現(xiàn)表明，現(xiàn)有的地下結構并不一定安全，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墻與地表結構相交部位發(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，因此在對地下結構進行設計時要充分考慮抗震問題。 2 地下結構抗震成研究的主要方法 目前，地下結構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構的動力反應及震害情況，揭示地下結構抗震性能、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構內(nèi)部關鍵部位及圍巖中埋設加速度計等有關測量裝置。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構的振動特性，逐漸認識到對地下結構地震反應起決定作用的是周圍土體的變形而不是地下結構的慣性力，后來根據(jù)這一結論提出了反應位移法。震害調(diào)查是最真實的“原型試驗”結果，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構方面的震害資料對于揭示地下結構的震害機理，認識地下結構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構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，地下結構很難達到較高的應力狀態(tài)，無法反應地下結構非線性性質(zhì)及周圍土體破壞等因素對地下結構動力反應的影響，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構的地震反應特性以及地下結構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。 目前地下結構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構與周圍介質(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，求得支護結構及圍巖中的應力。該方法不考慮土結相互作用的影響，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構抗震

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)結構所在部位地基的運動求解地下結構的運動方程。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構的三維特性。 3 幾種主要的地下結構抗震設計方法 目前，國內(nèi)外沒有制定統(tǒng)一的地下結構抗震設計標準，我國地下結構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、結構物和結構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構各自的振動特性及其相互關系。 反應位移

7、法是指用彈性地基上的梁來模擬地下現(xiàn)狀結構，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，從而計算地下結構的地震反應。該方法的理論基礎在于地震時支配地下結構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構模型求得結構的動力反應。該方法可細分為考慮土結構的相互作用和不考慮土結構的相互作用兩種。使用這種方法不但可以求得結構受地震作用時的反應最大值，而且還能觀察到結構反應的全過程。此方法在結構物形

8、狀和地質(zhì)條件比較復雜時的地下結構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)律性的結論，其結果需要得到實驗或理論解析解的驗證。 4 地震時地下結構的動力反應特性 由于地下結構全部埋置在土中，周圍巖土介質(zhì)對地下結構有一定的約束作用，所以地震發(fā)生時地下結構會出現(xiàn)如下一些與地面結構不同的響應： 4.1結構的動力反應一般不明顯表現(xiàn)為結構自振特性的影響。 4.2地震波的入射方向?qū)€性地下結構的振動性態(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構較大的變形和內(nèi)力變化。 4.3地基的運動變形對地下結構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地下結構的動力反應受地下

9、結構與周圍地基土的相互作用影響很大。 5 提高地下結構抗震承載能力的主要措施 根據(jù)地下結構的震害分析，提高地下結構的抗震承載能力可以從以下幾方面提高地下結構的抗震承載能力： 5.1盡量將地下結構建在穩(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在結構中的節(jié)點處采用彈性節(jié)點。 5.5加強出入口的抗震性能。 6 結束語 目前，我國對地下結構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，對地下結構的動力反應特性、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構抗震設計規(guī)范。因此，我們應該加強對地下結構抗震設計的研究，不斷提高地下結構的安全穩(wěn)定性。 閱讀相關報告總結文檔:多高層鋼結構住宅抗震性能探究 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 有關城市道路的規(guī)劃與設計 高層建筑中混凝土結構的優(yōu)化設計要點淺談 小