14—.2: , 计算要点
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14】.2.1 本条根!据当前的工程—经验确定《抗震设计中可不进】行计算分析》的地下建筑的范围
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》 , 设防》烈度为?7度时?Ⅰ,、Ⅱ类场地中的【丙类:。建筑可不计算—主要:是参考唐《山地震中天津市人】防工程震害调查【。的资料
!。 设防烈【度为8?度,(0.?20g)Ⅰ、Ⅱ【类场:地中层数不多—于2层、《体,。型简单、跨度不大、!构件连?结整体性好的丙类】建筑其结构刚—度相对较大》。抗震能力《相对较强具有设计】经验时也可不进行】。。地,震作用计算
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1?4.2.《。2, 本?条规定地下建筑抗】震计:算的模型和相应的计!算方法
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1 !地下建筑结》构抗震计算模型【的最大特点》是除了?结构自身受》力、传力途径的【模拟外还需要正确模!拟周围土层的影响
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!长,条,形地下结构按横【截面的平面应变问题!进行:。抗震计算的方—法一般?适用于离《端部或接头的距离达!1.:5倍结构跨度以上的!。地下建筑结》构端部?和接头部位等的结】构受力变形情况较】复杂进行抗震—。计算:时原则上应》按空间结构模型进行!。分析:
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结构形】。式、土层和荷载【分布的规则性对结】。构的地震反应都有影!响,差,异较大时地下结构的!地震反应也将有明】显的空间效应—此时即使是》外形相仿的长条形】结,构也宜按空间—结构模型进》行抗震计算和分析】。
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》2, , 对地下建》筑结构反应位—。移法、等效水平地震!加速度法或等—效侧力?法作:。为简便方法》仅适用于平》面应变问题的地震反!应,分析;其余情—况需要采用》具有普遍适》用性的时程分析法】
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】3 反应位移法采!用反应位移》法计算时将》土,层动力?反应位移的最大【值作为强制位移施】加于结构上》。。。然后按静力原理【计算内?力土层动力反应【位移的最大值可【通过输入地震波的】动力:有,。。限元计算《确定
】 以长条【形地下结构为例其】横,截面的等效侧向荷载!为由两侧土层变形形!成的侧向力p(z)!。。、结:构,自重:产生:的惯性力及结—构与周围土层—间的剪切力τ—三者的?总和(?图3:。。0):地,下结构本身的惯性力!可取结构的质量乘】以最:大加:速度并施《加在结构重心上
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】 p:(z)?和,τ可按下列公式计】算
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式中】τ为地下结构顶板】上表面与土》。层接触处的剪切力】;G为土层的动剪变!模量可采《用,结,构,周围:地层中应变水平为1!0-4量级的地层】的剪切刚度其值【。约为初始《值的70%》~80%;》H为顶板以上土层】的厚度?Sv为基底上的【速度反应谱可由【地面加速度》反,应谱得到;Ts【为顶板以上土层的】固有:。周期;p(z)为】土层变形形》成的侧向力u(【z)为距地表深度z!处的:地震土层变形;zb!为地下结《构,底面距地表》面的:深度;?kh为地震时单位面!积的水?。平,向土层?弹簧系数可采—用不包?含地下结构的—土,层有:限元网格在地下结构!处施加单位水—平力然?后求出对应的水平】变形得到
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— ,4 ?等效水?平地:震加速度法此法将地!下结构的地震反【应简化为《沿垂:直向线性分布—的等效?水平:地震加速度的—作用效应计算采用的!数值:方法常为有限元法】;等效侧力法将地】下结:构,的地震反应简化为】作用在节点上的等效!水平地震惯性力【的作用效应》从而:可采用结构》力学方法《计算:。结构的动内力两种】方法都较简单尤其是!等效侧力法但二者】需分别得《。出等效水平》地震:加速:度荷载系数和等效】侧,。力系数等《的取:值普遍适用性较差】
【 5 》。 时程?分析法根据软—土地区的研究成【果平面应变问题时】程分析?。法网格?划,分时侧向边界宜取至!离相邻结构边墙【至少3倍结构宽度处!底部边界取》。至基岩表面或经时】程分析试算结果趋】于稳定的深度处【上部边界取至—地表计算的边—界条件?侧向边界可采用【自由场边界底部边】界离:结,构底面较远时—可取为可输入地震加!。速度时程的固定【边界:地表为自由变形【边界
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采用空间!。结构:模型:计算时在横截面【上的计算范》围和:边界条件《可与平面应变问题的!计算相同纵》向边界?可,取为离结构端部【距离:为2倍结构横断【面面积当量宽度【处的横?剖,面边界条件均—宜为自由场边—界,
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14.2.】3, , 本条规《。定地下结构抗震计】算的:主要:设,计参数
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—。1 地《下结构的地震作用】方向与地面》。建筑:的区别首《先,是对于长《条,形地下结构》作,用方向与《其纵轴方《向斜:交的水?平地震作《。。用可分解为横断面上!和沿纵轴方向作用的!水平地震作》用二:。者,强度:均将降低《一般不?可能:单独起控制作—用因而?对其按平面应变问】题分析时一般可【。仅考:虑沿:结构横向的水平地】震作用;对地下【空,间综合体《等体:型复杂的地下建筑结!构宜同时计算结构横!向和纵向的水—平地震作用其—。。次是对竖向地—震作用的要求—体型复杂的地下空间!结构或地基地质条】件,复杂的长《条形地下《结构都易产生不【均匀沉降《并导:致结构裂损因而即】使设防烈《度为7度必要时【也需考虑竖向地【。震作用效应的综合作!用
【 2 地】面以下地震作—用的大?小地面?下,。设计基本《地震加速度值随【深度逐渐减小是公】认的但取值》各国有不同的规【定;一般在基岩面取!地表的1/2—基岩至地表按—深度线?。性内:插我国水工建筑物】抗震设计规范D【L :5073第9.1】.2:条规定地《表为基?岩面时?基岩面下50m【。。及其:以下部位《的设计地震加—速,度代表值可取为地表!规,定值的1/2不【。足50m处可—按深度由线性—插值确定《对于进行地震—安全性评价》的,场地:则可根据具体情况】按一维或多维—的模型进行分析【后确定其减小的规】律
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《 3? 地下结》构的重力荷载代表值!地下建?筑结构静力设计【时水、土压力是主要!荷载故在确定—地,。。下建筑?结构的重力荷载的代!表值时?应包含水《、土压力《的标准值
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》4 土层的计算参!数软土的《动力特性采用Da】vid?enko《v模型表述》时动剪?变,模量G、阻尼比【λ与动剪应变γ【d之间满足关系式
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— 式中G—max为最大动剪变!模量γ0《为参考应变》λmax为最大阻尼!比A、B、β为拟】合参数
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以【上参:数可:由,土的动力特性试验】确定缺乏资料—时也可按下列—。经验公式估算—
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】 式中ρ为质量密度!c,s为剪切波速σ【′v为?有效上覆压力γ【′,i为第i层土的有效!重度hi为第i层土!的厚度α2》、α:。3为:经验常数可由—当地试验数》据拟合?分析确?定
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14》.2.4 地【下建筑不同》于地面建筑》的,抗震验算内容如【下
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: 1 —一般应进《行多遇地震下承【载力和变形的验算】
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《 2》。 , 考虑地下建筑【修复的难度》较大将罕遇地震作】用下混凝土》结构弹塑性层间【位移角的《限值取为[θp]=!1/250由于多遇!地,震作用下按》结构:弹性状态计算得到的!结果可能《不满足?罕遇地?震作:用下的弹塑性—变,形要求?建,议进:行设防地震下构【件承载?。力,。和结构变形验算【使其:在,设防:地震下可安全使用】在罕遇地《震,下能满足抗》震变形验算的要求】
【 3 》 在有可能液化的】地基中建造地下【建筑结?构时应注意》检验其抗浮稳—定性并在必要时采取!措施:加固地基《以防:地,。震时结构《周围的场地》液化鉴于经采—取措施?加固:后地基的动力特性】将有变化本条要求根!据实测标准贯入锤击!数与:临界锤击数的比【值确定液《化折减系数并进【而计算地下连—续墙和抗拔桩等【的摩阻力
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