反應(yīng)位移法在復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)抗震中應(yīng)用

復(fù)雜斷面地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的整體式反應(yīng)位移法

反應(yīng)位移法在盾構(gòu)隧道縱向抗震分析中的應(yīng)用——盾構(gòu)隧道縱向抗震分析反應(yīng)位移法基于地震剪切波的簡(jiǎn)諧波假定，通過在盾構(gòu)隧道軸向和橫向平衡微分方程中施加強(qiáng)制地震變位項(xiàng)，并以等效抗拉壓剛度和等效抗彎剛度模擬盾構(gòu)隧道的接頭效應(yīng)，進(jìn)而求出盾構(gòu)隧道的最大軸力...

反應(yīng)位移法和反應(yīng)加速度法作為地下結(jié)構(gòu)抗震分析的基本方法均寫入了我國規(guī)范,但其在實(shí)際使用中仍存在一些不確定性。在反應(yīng)加速度法基本原理的基礎(chǔ)上,給出了反應(yīng)加速度法的計(jì)算步驟,并以某典型地下結(jié)構(gòu)為對(duì)象,采用該法計(jì)算了地震響應(yīng)的受力特征,并與反應(yīng)位移法進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較。結(jié)果表明：反應(yīng)加速度法因能考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用,在理論上更為合理,具有更廣的適用范圍。

5·12汶川大地震中隧道工程顯現(xiàn)出的大量震害現(xiàn)象,再次提醒工程界應(yīng)高度重視隧道結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)問題。目前我國山嶺隧道結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)多采用地震系數(shù)法,文中引入反應(yīng)位移法,在簡(jiǎn)要介紹其基本原理的基礎(chǔ)上,以單線鐵路隧道工程為背景闡述了計(jì)算過程,并與地震系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,供同行參考。

為更好地模擬計(jì)算地震對(duì)地鐵隧道內(nèi)力與變形的影響,本文結(jié)合具體算例,采用反應(yīng)位移法和地震系數(shù)法分別計(jì)算了地鐵隧道截面的組合內(nèi)力與變形。通過對(duì)比分析2種方法的計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)位移法計(jì)算的內(nèi)力與變形小于地震系數(shù)法計(jì)算的結(jié)果。二者在計(jì)算過程中考慮的因素不同,反應(yīng)位移法主要考慮土層相對(duì)位移、結(jié)構(gòu)慣性力和結(jié)構(gòu)周圍剪切力作用,地震系數(shù)法則是將隨時(shí)間變化的地震力用等效的靜地震荷載代替,然后用靜力計(jì)算模型分析地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形。

利用隧道與地下車站結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算的方法，結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行了車站模型的反應(yīng)位移法抗震分析計(jì)算。內(nèi)容包括：地鐵車站斷面的等代地震荷載的確定，等代框架模型的建立等。有關(guān)成果對(duì)地鐵車站簡(jiǎn)化抗震計(jì)算有參考價(jià)值。

為研究地震作用對(duì)地鐵車站的影響,本文以鄭州市軌道交通3號(hào)線地下標(biāo)準(zhǔn)車站為計(jì)算模型,按照反應(yīng)位移法的理論,先求出地層相對(duì)位移、結(jié)構(gòu)慣性力和結(jié)構(gòu)與周圍土層剪力,然后進(jìn)行有限元計(jì)算.其中地層相對(duì)位移需要用eera軟件模擬地震波得出,采用sap2000軟件對(duì)不同計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析和量化評(píng)判.最后,文中給出了地鐵車站在地震作用下結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)建議,包括各控制部位的配筋率,對(duì)于類似工程具有一定的參考意義.

針對(duì)反應(yīng)位移法在地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和分析中存在的諸多問題,依據(jù)反應(yīng)位移法的基本原理,在充分考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用及地層剪應(yīng)力分布模式的基礎(chǔ)上,提出一種基于地層-結(jié)構(gòu)模型的反應(yīng)剪力法。考慮到地震動(dòng)作用下土體與結(jié)構(gòu)間多為均勻剪切作用,反應(yīng)剪力法把地震荷載等效為地層剪力,將地層剪力施加在地層-結(jié)構(gòu)模型上,通過靜力計(jì)算求解結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。以動(dòng)力時(shí)程分析法為基準(zhǔn),通過參數(shù)化分析確定反應(yīng)剪力法的模型邊界尺寸,同時(shí)評(píng)價(jià)了反應(yīng)剪力法對(duì)不同場(chǎng)地條件和不同結(jié)構(gòu)斷面形式的適用性。結(jié)果表明,當(dāng)?shù)貙?結(jié)構(gòu)模型邊界尺寸取為結(jié)構(gòu)尺寸的5倍時(shí),反應(yīng)剪力法在不同場(chǎng)地條件和不同斷面形式下都有較好的計(jì)算精度。相比反應(yīng)位移法,反應(yīng)剪力法具有更廣泛的場(chǎng)地條件和結(jié)構(gòu)形式適用性,設(shè)計(jì)分析流程也更為簡(jiǎn)便,可為地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和分析提供新的計(jì)算方法。

文章對(duì)比分析了地下結(jié)構(gòu)各種抗震計(jì)算分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)與適用性,系統(tǒng)闡述了反應(yīng)位移法在地鐵車站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的基本原理;以徐州地鐵車站工程抗震設(shè)計(jì)為實(shí)例,采用反應(yīng)位移法對(duì)地鐵車站抗震進(jìn)行計(jì)算分析,計(jì)算結(jié)果表明,車站層間位移比能滿足規(guī)范限值的要求,結(jié)構(gòu)尺寸滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果可靠.

隨著地下結(jié)構(gòu)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,地鐵車站的抗震問題已逐步成為地鐵建設(shè)中新的焦點(diǎn),而與工程設(shè)計(jì)相應(yīng)的地震響應(yīng)計(jì)算方法仍不夠成熟。運(yùn)用反應(yīng)位移法對(duì)典型地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)計(jì)算分析,并評(píng)價(jià)其抗震性能,最后得出基于反應(yīng)位移法計(jì)算的地下車站與地震中車站破壞形式比較相符,運(yùn)用反應(yīng)位移法計(jì)算抗震可以滿足設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)前我國缺少專業(yè)的地鐵低下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)定與完美的地鐵結(jié)構(gòu)抗震解析和解決方法。本篇文章是對(duì)我國當(dāng)前地下結(jié)構(gòu)做抗震分析和設(shè)計(jì)方法,最主要是對(duì)以下幾點(diǎn)問題做解決:正確的地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力解析,地下結(jié)構(gòu)和地基系統(tǒng)動(dòng)力互相作用的問題以及解決方法,地下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造的措施,有效而且科學(xué)的地下結(jié)構(gòu)抗震性能的評(píng)估方式和地震破壞模式,地鐵區(qū)域中隧道的穿越地震斷層的實(shí)際方案與工程措施。能為地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的編制創(chuàng)造很好的基礎(chǔ)的就是這些問題的探究和解決。

一般的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)認(rèn)為,地下結(jié)構(gòu)受地震力作用甚微,采取抗震構(gòu)造措施即可.本文通過使用midas/gen軟件,對(duì)某地下空間工程建立了二維有限元模型,采用彈性邊界元分析了結(jié)構(gòu)的抗震性能,同時(shí)與沒有采用彈性邊界元的同一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較,得出十分有必要對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震計(jì)算.

目前已提出了一種適用于地下結(jié)構(gòu)抗震分析與設(shè)計(jì)使用的pushover分析方法,介紹了該方法水平荷載分布形式與目標(biāo)位移的確定思路以及實(shí)施步驟。分別通過改變結(jié)構(gòu)在地基中的埋深、地基土體剛度和結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度對(duì)地下結(jié)構(gòu)pushover分析方法的適用性進(jìn)行了研究,將不同情況下該方法的計(jì)算結(jié)果與基于粘彈性靜-動(dòng)力統(tǒng)一人工邊界的靜-動(dòng)力聯(lián)合分析方法結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。由計(jì)算結(jié)果可以看到pushover分析方法與靜-動(dòng)力聯(lián)合分析方法符合較好,表明該方法具有良好的適用性與計(jì)算精度,可以用于地下結(jié)構(gòu)的抗震分析與設(shè)計(jì)。

地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能及分析方法研究——隨著全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間的利用已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界重要的研究課題。越來越多的震害表明，地下結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下并不一定安全，甚至發(fā)生嚴(yán)重破壞。1985年墨西哥8．1級(jí)地震，1995年日本7．2級(jí)阪神地震以及2008年我...

地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能及分析方法研究 作者：孫超，sunchao 作者單位：中國地震局工程力學(xué)研究所,哈爾濱,150080 刊名：國際地震動(dòng)態(tài) 英文刊名：recentdevelopmentsinworldseismology 年，卷(期)：2010(1) 本文讀者也讀過(10條) 1.孫超地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能及分析方法研究[學(xué)位論文]2009 2.鮑鵬.盛桂琳.baopeng.shenggui-lin地鐵車站抗震性能研究[期刊論文]-河南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2009,39(4) 3.魯衛(wèi)東明挖地鐵車站實(shí)用抗震設(shè)計(jì)方法[學(xué)位論文]2008 4.戚承志.張玉佳.丁常樹.于翔.qichengzhi.zhangyujia.dingchangshu.yuxiang地鐵結(jié)構(gòu)抗震研究中的若干 問題[期刊論文]-

地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能及分析方法研究 作者：孫超，sunchao 作者單位：中國地震局工程力學(xué)研究所,哈爾濱,150080 刊名：國際地震動(dòng)態(tài) 英文刊名：recentdevelopmentsinworldseismology 年，卷(期)：2010(1) 本文讀者也讀過(10條) 1.孫超地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能及分析方法研究[學(xué)位論文]2009 2.鮑鵬.盛桂琳.baopeng.shenggui-lin地鐵車站抗震性能研究[期刊論文]-河南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2009,39(4) 3.魯衛(wèi)東明挖地鐵車站實(shí)用抗震設(shè)計(jì)方法[學(xué)位論文]2008 4.戚承志.張玉佳.丁常樹.于翔.qichengzhi.zhangyujia.dingchangshu.yuxiang地鐵結(jié)構(gòu)抗震研究中的若干 問題[期刊論文]-

1 地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析及 設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題 摘要:針對(duì)我國尚缺少完善的地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析 方法和專門的地鐵結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)狀,在分析目前 我國地鐵等地下結(jié)構(gòu)抗震研究及設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn) 闡述了需要迫切解決的五個(gè)關(guān)鍵問題:合理的地下結(jié)構(gòu)動(dòng) 力分析模型,高效的地下結(jié)構(gòu)-地基系統(tǒng)動(dòng)力相互作用問題分 析方法,合理而實(shí)用的地鐵地下結(jié)構(gòu)地震破壞模式和抗震性 能評(píng)估方法,地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施,地鐵區(qū)間隧道穿越 地震斷層的設(shè)計(jì)方案及工程措施。這些問題的研究和解決將 為地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程的制定奠定堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:地鐵;地下結(jié)構(gòu);土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用;地震反應(yīng); 抗震設(shè)計(jì) 引言 隨著城市化的發(fā)展,城市交通狀況及環(huán)境條件日趨 惡化,交通的擁擠和效率低下成為各大城市的通病,人們逐漸 2 認(rèn)識(shí)到發(fā)展以地

為了研究場(chǎng)地地形對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響,采用有限元數(shù)值分析方法,以地基土-地鐵站結(jié)構(gòu)體系為研究對(duì)象,分析場(chǎng)地地形下土-地下結(jié)構(gòu)體系的地震反應(yīng)。作為初步研究,主要對(duì)水平地震輸入下含土坡的單一土層地形展開分析,研究體系的地震反應(yīng)規(guī)律,并探求不同坡度下的土-地下結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)變化規(guī)律。

以某越江公路盾構(gòu)隧道為工程背景,在利用成層反射理論分析場(chǎng)地地震波特性的基礎(chǔ)上,采用反應(yīng)位移法研究了公路盾構(gòu)隧道的動(dòng)力響應(yīng)特性,其中:盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)環(huán)向和縱向接頭采用彈性鉸模擬,天然地層作用在隧道結(jié)構(gòu)上的剪切力和強(qiáng)制位移由成層反射理論動(dòng)力分析程序dyneq獲得。研究表明:由剪切力和強(qiáng)制位移引起的地震附加內(nèi)力規(guī)律基本相當(dāng);地震作用下,襯砌結(jié)構(gòu)最大變形部位和最大內(nèi)力出現(xiàn)位置相對(duì)常時(shí)狀態(tài)都發(fā)生了顯著變化。計(jì)算結(jié)果可供類似工程參考。

介紹了地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的震害特點(diǎn),明確了地下結(jié)構(gòu)兩種震害原因：圍巖失穩(wěn)和地震慣性力;分析地震系數(shù)法、反應(yīng)位移法、反應(yīng)加速度法、動(dòng)力時(shí)程分析法各自的工程適用性,并通過對(duì)長(zhǎng)沙地鐵車站路站的抗震實(shí)例計(jì)算,得出了在長(zhǎng)沙抗震工況不是控制工況的結(jié)論。

纖維材料在結(jié)構(gòu)抗震中的應(yīng)用與研究——纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(frp)是近年來在結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用的一種新型材料，對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)抗震中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要的回顧，最后，論述了開展纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)抗震研究中的意義。

如今,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,多層地下結(jié)構(gòu)的建設(shè)成為了城市地下空間發(fā)展的主要方向,更由于支護(hù)結(jié)構(gòu)和主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的廣泛應(yīng)用,也成為人們?cè)诔鞘邪l(fā)展中全新的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。本文通過對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的議論,來詳細(xì)的分析主體地下結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的分析方法和施工技術(shù)。