考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的采動區(qū)建筑物抗震抗變形雙重保護裝置減震分析.pdf

1、近年來,采動區(qū)建筑物的安全問題益發(fā)突出,已經(jīng)成為制約我國廣大礦區(qū)建設(shè)發(fā)展的瓶頸問題。我國有80％以上的礦區(qū)位于抗震設(shè)防區(qū)域,對于采動區(qū)建(構(gòu))筑物進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,針對開采沉陷變形所引起的地基變形必須進行建筑物的抗采動變形保護設(shè)計的同時,還應考慮建筑物的抗震保護設(shè)計。目前國內(nèi)外專家學者對采動區(qū)建筑物抗震性能、抵抗開采沉陷變形特性分析研究上,更多局限于將二者分開進行分析研究,再加之采動區(qū)建筑物保護問題涉及多個學科,往往不能真正系統(tǒng)深入的分析

2、解決該問題,并且將抗震性能分析、抗變形特性分析結(jié)合起來進行研究較少,本論文將二者結(jié)合起來進行綜合研究分析,設(shè)計了基于建筑隔震技術(shù)的采動區(qū)半主動雙重保護裝置,并通過有限元數(shù)值計算分析了該裝置的雙重保護效果。首先,本文針對建筑物下采煤所采取的保護措施進行闡述,重點闡述了采動區(qū)建筑物保護問題,分析了地下煤炭開采的過程中所引起的開采沉陷變形對建筑物可能造成的危害和破壞,利用有限元數(shù)值分析了開采沉陷過程中采動區(qū)建筑物的內(nèi)力變化情況,針對現(xiàn)行規(guī)范的

3、不妥之處,提出了對采動區(qū)建筑物進行保護時應該同時考慮采動區(qū)地基土—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)的相互作用,將三者視為一個整體,并考慮他們之間的協(xié)同工作關(guān)系,立足于采動區(qū)地基土與建筑物基礎(chǔ)之間的相互作用,通過采取比較合理的保護措施來消除開采沉陷變形所引起的損害,提高建筑物抵抗開采沉陷變形的能力,消除開采沉陷變形對建筑物的危害。其次,在前面研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)提出了基于建筑隔震技術(shù)的采動區(qū)半主動雙重保護裝置,首先設(shè)計上述的采動區(qū)建筑物半主動雙重保護裝置以及

4、其工作原理,然后根據(jù)半主動雙重保護裝置各個組成部分的構(gòu)造、物理力學性能的特點和參數(shù)的計算模型及方法分別進行研究和探討,最后根據(jù)該裝置的各組成部分的性能,確定半主動雙重保護裝的設(shè)計方法和力學性能參數(shù)。并通過計算機分析循環(huán)荷載的位移幅值、頻率對采動區(qū)半主動雙重保護裝置的滯回耗能性能的影響。再次,針對本文設(shè)計的采動區(qū)雙重保護裝置,分析闡述了在采動區(qū)開采沉陷變形和罕遇地震作用下,建筑物的不同程度的損害破壞,在前期數(shù)值分析的基礎(chǔ)上,分別計算出開采

5、沉陷變形和罕遇地震單獨作用下采動區(qū)的地表移動變形時程曲線,確定了后續(xù)的分析方法:由于地表的不均勻沉降是一個長期緩慢的發(fā)展過程,相對于瞬間產(chǎn)生的地震作用,在地震發(fā)生的過程中,可以視為開采沉陷變形在此時是可以忽略的,由此在分析采動區(qū)建筑物雙重保護裝置的減震性能時,可以忽略地表的不均勻沉降對建筑物的危害。最后,在前幾章理論分析和數(shù)值模擬的研究分析的基礎(chǔ)上,進行了地震作用下不同保護方式的建筑物的動力響應分析,重點考察了考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用下采動