發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 19:47

【摘要】：矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),普遍采用反應(yīng)位移法和非線性動(dòng)力時(shí)程分析法,這兩種方法之所以得到廣大設(shè)計(jì)師的認(rèn)可是因?yàn)樗鼈兙芎侠淼胤从吵鐾梁徒Y(jié)構(gòu)之間的相互作用,有效地計(jì)算相關(guān)內(nèi)力值和位移值。但是,這兩種方法的缺點(diǎn)也很突出,反應(yīng)位移法參數(shù)過多、求解過程繁瑣,非線性動(dòng)力時(shí)程分析法耗時(shí)較長。本文的研究目的就是找到一種矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便抗震設(shè)計(jì)方法,不僅具備反應(yīng)位移法和非線性動(dòng)力時(shí)程分析法的優(yōu)點(diǎn),而且也能避免其缺陷,而這個(gè)設(shè)計(jì)方法最重要的參數(shù)就是自由場(chǎng)位移修正值R。本文針對(duì)R值進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)地下結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)中最為設(shè)計(jì)師關(guān)注的幾個(gè)參數(shù)和R值之間的關(guān)系,包括土體和結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度、結(jié)構(gòu)尺寸以及結(jié)構(gòu)埋深,其中土體和結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度引用了柔度比F的概念,以反映出土和結(jié)構(gòu)之間的相互作用是造成結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的根本原因這一本質(zhì)特征,結(jié)構(gòu)尺寸采用矩形橫截面高寬比λ表示,結(jié)構(gòu)埋深則采用結(jié)構(gòu)上覆土體深度和結(jié)構(gòu)高度之比的埋深比ρ表示。本文的研究方法包括理論分析和數(shù)值模擬。理論分析一方面借鑒了以往專家學(xué)者對(duì)圓形橫截面地下結(jié)構(gòu)的土-結(jié)構(gòu)相互作用系數(shù)的研究成果用以作對(duì)比,另一方面采用了復(fù)變函數(shù)和彈性力學(xué)的方法推導(dǎo)出了F20時(shí)的矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)R-F關(guān)系、R-λ關(guān)系,補(bǔ)充了矩形橫截面結(jié)構(gòu)R值在理論方面的研究。數(shù)值模擬是基于FLAC~(3D)軟件,對(duì)R-F關(guān)系、R-λ關(guān)系以及R-ρ關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算和分析,得到了三者關(guān)系的各自規(guī)律。對(duì)于R-F關(guān)系,其數(shù)值解在趨勢(shì)上和理論解一致;在數(shù)值上,當(dāng)F20時(shí),數(shù)值解和理論解一致,當(dāng)1F10時(shí),數(shù)值解和以往專家學(xué)者的研究一致,從而驗(yàn)證了本文數(shù)值模擬的正確性,并進(jìn)一步給出了矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)R-F關(guān)系。對(duì)于R-λ關(guān)系,通過理論分析和冪函數(shù)回歸的方法,將R-λ關(guān)系的理論公式修正為近似公式,該公式不僅在數(shù)值精度上能夠滿足要求,而且使用方便。對(duì)于R-ρ關(guān)系,通過大量的數(shù)值模擬,得出可以采用ρ=1時(shí)的R值代替所有埋深情況下的R值。本文在最后給出了矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便抗震設(shè)計(jì)方法,并和反應(yīng)位移法、非線性動(dòng)力時(shí)程分析法進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明該方法不僅結(jié)果接近兩種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,而且參數(shù)少、使用非常方便,從而實(shí)現(xiàn)了本文的研究目的。本文的理論分析為地下結(jié)構(gòu)抗震問題的研究提供了思路,大量的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)為科研和設(shè)計(jì)提供了參考和指導(dǎo),提出的矩形橫截面地下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便抗震設(shè)計(jì)方法對(duì)于工程和設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 1-1 地震系數(shù)法的計(jì)算模型Fig.1-1 Model of seismic coefficient method適用范圍：的地下結(jié)構(gòu)；大的地下結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)本身的重量需要納入考慮因位移起到一定的決定作用。缺點(diǎn)：設(shè)，在地震作用下，結(jié)構(gòu)與地表地震動(dòng)相同。但地震動(dòng)作用差別很大，因此不適用于埋深較大的地下，結(jié)構(gòu)上覆土體的慣性力 F2全部作用于結(jié)構(gòu)上。于埋深較大的地下結(jié)構(gòu)。設(shè)，結(jié)構(gòu)側(cè)墻土體的主動(dòng)側(cè)壓力增量Δe采用靜止土力情況。段專家學(xué)者的研究[8]，，在地震作用下，土和結(jié)構(gòu)之主要因素。其中，土體剛度和結(jié)構(gòu)剛度是必然需要了土和結(jié)構(gòu)之間的相互作用。

數(shù)法的缺點(diǎn)：根據(jù)假設(shè)，在地震作用下，結(jié)構(gòu)與地表地震動(dòng)相同。但地震動(dòng)伴隨結(jié)地表地震動(dòng)作用差別很大，因此不適用于埋深較大的地下結(jié)構(gòu)。根據(jù)假設(shè)，結(jié)構(gòu)上覆土體的慣性力 F2全部作用于結(jié)構(gòu)上。此假設(shè)與實(shí)尤其對(duì)于埋深較大的地下結(jié)構(gòu)。根據(jù)假設(shè)，結(jié)構(gòu)側(cè)墻土體的主動(dòng)側(cè)壓力增量Δe采用靜止土側(cè)壓力計(jì)算際的動(dòng)力情況。根據(jù)現(xiàn)階段專家學(xué)者的研究[8]，在地震作用下，土和結(jié)構(gòu)之間的相互作變形的主要因素。其中，土體剛度和結(jié)構(gòu)剛度是必然需要考慮的關(guān)鍵法忽略了土和結(jié)構(gòu)之間的相互作用。場(chǎng)位移法地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析中，采用自由場(chǎng)位移法[9]時(shí)，考慮到土體變形，因此直接將結(jié)構(gòu)位置處的自由場(chǎng)位移值加載到結(jié)構(gòu)一側(cè)的側(cè)墻上。為兩種加載的模式，一種是施加于結(jié)構(gòu)頂板的水平集中力 P，另一種墻上的水平倒三角分布力 q，圖 1-2 表示自由場(chǎng)位移法的計(jì)算模型。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU93

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李新星;陳鴻;陳正杰;;地鐵車站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的適用性研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2014年S2期

2 劉晶波;王文暉;趙冬冬;張小波;;復(fù)雜斷面地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的整體式反應(yīng)位移法[J];土木工程學(xué)報(bào);2014年01期

3 劉晶波;王文暉;趙冬冬;張小波;;地下結(jié)構(gòu)抗震分析的整體式反應(yīng)位移法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年08期

4 耿萍;張景;何川;晏啟祥;;隧道橫斷面反應(yīng)位移法基本原理及其應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年S2期

5 耿萍;何川;晏啟祥;;隧道結(jié)構(gòu)抗震分析方法現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年S1期

6 董正方;王君杰;王文彪;姚毅超;;基于土層位移差的地下結(jié)構(gòu)抗震反應(yīng)位移法分析[J];振動(dòng)與沖擊;2013年07期

7 劉晶波;王文暉;趙冬冬;;地下結(jié)構(gòu)橫截面抗震設(shè)計(jì)分析方法綜述[J];施工技術(shù);2010年06期

8 黃茂松;曹杰;;隧道地震響應(yīng)簡(jiǎn)化分析與動(dòng)力離心試驗(yàn)驗(yàn)證[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年02期

9 龔成林;宋二祥;劉光磊;;地下結(jié)構(gòu)橫斷面地震反應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法探討[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2009年04期

10 劉晶波;劉祥慶;李彬;;地下結(jié)構(gòu)抗震分析與設(shè)計(jì)的Pushover分析方法[J];土木工程學(xué)報(bào);2008年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 鄭金賢;城市軌道交通振動(dòng)在土層中的傳播規(guī)律的研究[D];北京建筑大學(xué);2017年

2 付鵬程;地鐵地下結(jié)構(gòu)震動(dòng)變形的實(shí)用評(píng)價(jià)方法研究[D];清華大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2711653