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11.8 !地下结?构抗震设《计
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【1 ?地,下结构的震害—地下结?构由于受到》地层的约束地震时与!地层:共同运动地》层的变形大》。小直接决《定,了地下结构的变形】根据日本有关资料】。地,下结构地震时的加】。速度反?应谱的?量值:仅相当于地面结【构的1/4以下埋】深,较大:的,隧道影响更小地铁】地下结构多》采用抗震性能—较好的整体现浇钢筋!混凝土结构及能够适!应地层变形的装配】式圆形结构震—害明显?低于地上结构—实,际发生地震后—地下结?构的破坏《情况也证明了这一】点但对埋《置于软弱地层或上】软下硬地层》。中的城市《地铁隧道《。的抗震问《题必须高《。。度重:视,尤其:对以下情况》应充分研究》地震:的影响
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《 , —1)断面复杂的地下!结构;
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— 》2)结构《局,部外露时;
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《 》 3)隧道—直接作为《地面建筑或城市桥梁!的基础时《;
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【 —4)隧道处于性质】显,著不同?的,地层中时;
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! 5)—隧道下方的基—岩沿深度《变化很大时;
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! , ,。6)隧道处于可【能液化或软黏土【地层以及处于易产】。生位移的地形条件时!;
】 7)!隧道断面急》剧变:化的部位如》区间隧道与》车站主体的》连接部、通风—竖井与水平通道【的连:接,部、正?线的分岔《处及换乘节点等
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? 2 地【铁结构的抗》震设:计必须根据地—铁工程的《特点和地震发生后对!。地铁的使用要—。求针对不同的地形、!地质条?件和结?构类型采用》不同的设计方—法,和构造措施》
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】3 确定地铁【地下结构的抗震设防!目标水平的》考,虑
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? 本次规范修订明!确了地铁地下结构的!设,防目标水平考—虑到地铁工程的重】要性和地《铁地:下结构破坏后的不易!修复等因素适—当提高了不同阶段地!下结:构的抗震性能—要求尤?其对于承《受高于设防烈度一度!的地震时要求主要】支撑体系不发生严重!损坏:并便于修复修—复,后可:。。。恢复正常运营—
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— , 4? 抗震计算方法】
— 当前我国地!。铁隧:道横断面《的抗震分析多按地震!系数法进行这一方】法的基本出发点是认!为,地震对地下》结,构的作用《主要包括两部分一是!结构及其覆盖层【重量产生的与地表地!震加速度成比例的】惯性力二是地震引】起的主?动侧压力增量
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》 一般认为地】震系数法用于下面两!种情况较为适宜一是!地,下结构与地面建、构!筑物合建即作为上】。。部结构的基础—时;二是当与围岩】。的重量相比》结构自身的重量较】大时:(例:如防护等级》特,别高的抗爆结构)但!是对于单建的以民用!为主要目的的地铁隧!道由于其包括净空在!。。。内的单位体积的重】量,一般都?比,围岩重量轻地震【时几乎?与围:岩一同?变形这?时作:为地震对结构的作】。。用,随围岩一同》产,生的变形的影响【是主要的惯性力的影!响则可忽《略不计以这一—。概念建立起来的抗】。震分析方《法称为“反应—位移:法”或“地震—变形法?”其特点是以地下】。结构所在位置—的地层位移作为【地震对结构作用的】输入因此不加区别地!把地:震系数法作为地【下结构抗震》分析的唯一选择难以!反映:大多数?地下结构地》震时的真实工作【状况:
— 《无论:是地震系《数法还是反应位移法!都是将?随时间变化的地震】作用:用等代的静力荷载或!静位移代替》然后再?。用静力计算模型求解!。结构的反应对于大型!地下结构《或沉管隧《道等用动力分—析方法与静力法的计!算结果进《行对:照也是必要》的,
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】此外对于地铁区间】隧道等小断面—长条形结构地震时】沿隧道纵向产生【的,拉,压应:力和挠曲应力—可能会成《为结构受力的控制因!素因此还《需对隧道纵向的抗】震进行分析尤其【是用盾构法施工的装!。配式管片结构其纵】向连接螺栓应—能,承受地震《产生的全部拉力
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5— 地下结》构抗震等《级和构造措施
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【 —1):关于地下结构抗震等!。级
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?。 》 : 对于?同等:规模的同《类结:构而言地下结构【的抗:震性能和地震—时受到的破坏总体上!。优于地面建筑—结构但考虑到地铁】工程的重要性和修复!的困难性《以及与?建筑抗震设计规范G!B 50011的规!定保持一致等—因素:本规范推荐》了,。各不同?抗震设防烈度下较为!安全的?结构抗震等》。级标准
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? — 2?)构造措施》
— 《 应区别不】同的围岩《条件和?施工方法根据—地下:结,。。构地震条件》下的受?。力和破坏特点有针对!性地采取抗震措【施
】 地下整—体,现浇钢?筋混凝土《。框架结构的》变形和破《坏,有以下特点
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: , 【(1)梁板构件【具有良好的延—性能承?受较大?的超载尤其是瞬【时,作,用的动力荷》载;
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! (2)》立柱:基本是一《。种脆性破《坏,是框架结《。构中受力最薄弱的】部位和?首先遭受破坏的构】件,。;
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】 (《3,)结构的最终毁坏是!由于立柱丧失—承载能力《而,导致顶板《被压塌
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《 《因此提高地下—框架:结构抗震能》力的最有效方法应是!改善立柱的受力【条,件和受?力特征尽可能—用中墙代替》立,。。。柱;当?建筑要求必须设【置立柱时尽量采用塑!性性能?良好的钢管混凝【土柱;当采用钢筋】混凝土柱时》可以借鉴建》。筑,抗震设计规范GB】 50011—。的思路如限》定其轴压比并对箍】筋的配置《提出相应《的要求等
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对梁】板构件的配》。筋构造要《求则:应把重点《放在确保其不出现剪!切破坏和充分—发挥构件的变—形能力上例如对受】拉区和?受压区钢筋合理【配,筋率的控制等由于】结构纵向《。侧墙的整体刚—度较大抗震能力较强!故原则上《中间纵向框架的【节点构造可不按【抗震要求设计—
! 与地面建、构筑】物合建的明挖—。地下结构的抗—震等:级与上部结构—相同
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《 :。采用装?配,式结构时《。应加强接缝的连接】措施以增强》其整体性和》连续性
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在【不,同结构?。。的连:。接部位宜采用柔性】接头
! 在装配式衬砌!的环向和纵向接【。头处:设弹性密封垫—以,适应地震中地层【施,加的一定变形
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— 除上述要求外!地铁地下结构的抗震!构造措?施,可参照建筑抗—震设计规范GB【 50011的【有关规定执行
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6 ! 可液化地层及【软黏土震《陷地层的判别与处理!
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— ? , 1)砂土—液化判?别土层液化的方法很!多如我国的建—。筑抗震设计规—范GB 500【11和日本》的港:口设计?规范:基于标准贯入试验】和颗粒粒径累加【的方法、我国岩土工!。程勘察?规范GB 50【021推荐的用【静,力触探?判别的?。方法以及国外依【据土:层的:剪切:。波,速或剪应力》比较的判别方法等目!前国内地《铁的勘察《部门对液化土层的】判别多采《用单一方《法这是不《妥,当,的地铁一旦破—坏则后?果严:重加之工程规模特】别巨大液化处理费用!高昂:所以对其周》边土层的液化判别】必须:谨慎从事应采用多种!方法相互印证—。并结:合室内动三》轴试验和《。地区工程经验进行】专门的分析而—对于所采用措—施的可靠性也宜【通过室内《试验加以确认
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— — 设计时应根据不同!情况:分析液化土层对结构!受力和稳定可能【。产生的?影响并采取》相应对策作》为,一条基本原则—。不应将未经处理【的,可液化土《。层作为地《铁车站天然地—基的持?。。力层
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《 【 具体对策应根据】地震烈度和地基土的!液化程度结合液化】土层与车站结—构的相对位置关【系和结构的施工方】法等通过《技术经济比较后【确定一般可分为两大!类
【 》 (】1)防止支承—隧道的?地基土液化的措施】
】 】 《。 ①基底土换填】应挖除全部的—液化土层《;
【 ! ? ②》采,。。用注浆、旋喷—或深层搅拌》等方:法对基底土》进行加固处》。理深度应达到可【液,化土层的下界
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】 【 对【基底土换填或加固宽!度,。的控制范围》应根据地基》土的处理《。深度来确定例如我】国构筑物《抗,震设计规范G—B 5?0191规定—。从基础外《缘伸:出的地基处理宽度】不应:小,于基础底面以—下处理深《度的1/3且—不小:于,2m
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? , — , (2)在—地层液?化,后仍使隧道保持【稳定:的措施
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《 【 , , : ①》在隧道底部》设置摩擦桩桩插入非!液化土层的深度通】过计算确定;
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《 》 《 ? 《②将围护结构—。嵌入非?液化:土层
! 2】),软黏:土的:震陷软土地基—在地震或其他—反复荷载作用下可】能会因其强度降低和!基底土的侧向流动产!生显著的沉降即所谓!“震陷”鉴》于工程?的,重要性和使》用要求的《特殊性在《软土地层中修建地铁!时必须结合》具,体,的场地条件对—震陷:问题进行《专门分析
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