地震對隧道上高層建筑的動力特性分析.pdf

1、隨著國家城市化進(jìn)程的加快，世界各國莫不為了滿足生產(chǎn)和消費的需要致力于建設(shè)高層建筑，高層建筑已然成為時代的產(chǎn)物。地下空間的開發(fā)和利用已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化進(jìn)程的必然趨勢，地鐵作為地下空間開發(fā)利用的重要一環(huán)，已成為解決城市道路交通問題的一種有效手段。那么城市隧道上方建筑物在遭遇地震時是否還能保持結(jié)構(gòu)性能就成為實踐關(guān)注的的問題。因此如何選擇隧道臨近高層建筑的形式，了解結(jié)構(gòu)的受力情況，掌握建筑的非線性地震反應(yīng)時程分析，對于保證安全，節(jié)約投資、降低造

2、價起著舉足輕重的作用。同時可促進(jìn)完善現(xiàn)有的計算分析方法和工程設(shè)計，使其更加的合理和滿足日常生產(chǎn)的需要。通過對地震荷載作用下幾種不同埋深的隧道引起的鄰近高層建筑結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)進(jìn)行分析，采用數(shù)值模擬研究，主要的研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　(1)分析了高層建筑和地下空間的研究現(xiàn)狀及呈現(xiàn)出的問題，綜述了有限元軟件建模的基本原理，以及模擬實現(xiàn)方法。根據(jù)抗震分析理論，通過ANSYS通用后處理器進(jìn)行二次開發(fā)，得出數(shù)值結(jié)果。
　　(2)以

3、一框架簡體結(jié)構(gòu)為原型，根據(jù)經(jīng)驗公式Peck沉降槽理論及現(xiàn)場土質(zhì)情況，確定結(jié)構(gòu)巖土體模型尺寸，進(jìn)行有限元數(shù)值模擬分析;應(yīng)用此方法建立模型的所得結(jié)果能更接近工程實際，對預(yù)測結(jié)構(gòu)的安全性起到一定的指導(dǎo)作用，同時此法可推廣到三維有限元建模過程中。
　　(3)建立隧道模型與無隧道情況進(jìn)行對比，得到隧道鄰近高層建筑結(jié)構(gòu)的軸力、剪力、彎矩、應(yīng)力及位移變化，得出巖土體中含有隧道對上部建筑的影響。分析說明當(dāng)巖土體中含有隧道對上部高層建筑的沉降及內(nèi)力

4、的影響變化不一，剪力、彎矩及應(yīng)力是變大的，但軸力值較小與無隧道情況，位移的變化和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化趨勢是一樣的;但在垂直于隧道方向，結(jié)構(gòu)的位移變化更大，達(dá)到17％，在工程設(shè)計中需要嚴(yán)加控制。
　　(4)建立四種不同埋深下的隧道—框架簡體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行研究，分別對各種條件下的模型進(jìn)行動力響應(yīng)分析，得到位移、加速度及軸力時程曲線圖。分析表明該工程條件下，隧道上部建筑結(jié)構(gòu)對地震的動力響應(yīng)最值增長超過20％。分別比較不同埋深下的變化情況，得到一