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文檔簡介
1、隨著我國地鐵建設規(guī)模不斷擴大,以及大空間地下工程的建設,大型地下空間結構的抗震問題,特別是地震行波輸入下大跨度地下空間結構地震反應問題,已經(jīng)成為工程抗震領域的重要課題。美國、日本等國家都曾經(jīng)對地鐵等地下結構的抗震設計理論進行研究,提出了一些實用的抗震設計方法與抗震設計規(guī)范,但我國在這一領域的研究相對滯后。迄今為止,我國還沒有獨立的地下結構抗震設計規(guī)范,原因主要是研究工作開展不夠,基礎資料積累不足,對地下結構災害性動力反應和抗震設計方法缺
2、乏系統(tǒng)研究。因此,對地鐵等地下結構抗震性能與破壞機理進行系統(tǒng)深入的研究對我國來說是一個現(xiàn)實而又迫切的問題。 本文在查閱大量文獻的基礎上,以有限元分析為主要手段對阪神地震中大開地鐵站進行了抗震研究,主要完成了以下幾個方面的工作及得到一些有意義的結論: 1.對土層中地下結構地震反應的分析方法進行了探討,并對利用大質(zhì)量法和常規(guī)方法所得的土層和結構的地震反應進行比較分析,以驗證大質(zhì)量法的準確性。比較分析的結果表明:大質(zhì)量的取值應
3、為結構總質(zhì)量的105~108倍,才能保證結果的正確性;對于本文的結構,大質(zhì)量法在某些內(nèi)力的地震反應方面與常規(guī)方法之間存在著一定的誤差,但是差別有限的。例如,節(jié)點1處的地震輸入üb(t)和該點加速度反應üm(t)之間的最大瞬時誤差為10.3%,此時最大瞬時誤差發(fā)生在輸入地震加速度時程曲線穿越0值的時刻,加速度的絕對值依然很小,并不影響整個地震輸入時程。而輸入地震加速度峰值誤差僅為0.69%,由此造成對結構地震反應的影響是有限的。產(chǎn)生誤差最
4、大的為節(jié)點9處的剪力反應,最大瞬時相對誤差為7.4%(也是發(fā)生在時程曲線穿越0值的時刻),而峰值誤差僅為0.49%。這一誤差水平,從工程應用角度看是可以接受的。 2.對地震行波輸入下地下結構的線性地震反應和非線性地震反應分別進行了計算分析,比較不同地震行波視波速對地下結構地震反應的影響,結果表明地下結構地震反應隨著地震行波視波速的不同而變化的規(guī)律比較明顯,并且線性地震反應和非線性地震反應隨著地震行波視波速的變化規(guī)律不同,但是總體
5、來看行波輸入和一致輸入下地下結構的地震反應之間存在著很大的差別,尤其是中柱上下兩端節(jié)點附近截面處的軸力反應受地震行波視波速的影響特別明顯,而大開地鐵站中柱的大量破壞也證實了這一點。因此,在對地下結構各部位構件的設計中選取設計內(nèi)力控制截面應綜合考慮地震波一致輸入和行波輸入下該構件的內(nèi)力變化規(guī)律。 3.通過算例比較了在同一地震輸入下的地下結構線性地震反應和非線性地震反應,結果表明兩者有很大的差別。因此,在地下結構地震反應分析中,應根
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