地铁抗震ppt——反应位移法
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反应位移法分析地下结构抗震问题的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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工程实践基金项目:北京市市政工程设计研究总院有限公司课题(2023-ZCTD-04)第一作者:叶家强,男,高级工程师基于反应位移法的地铁盾构隧道抗震设计叶家强,丁静泽(北京市市政工程设计研究总院有限公司,北京 100082)1 引言我国是一个地震多发的国家,根据中国地震动参数区划图,我国大部分城镇均处于抗震设防区,在地处抗震设防区的城镇中,有一半以上位于抗震设防烈度为7度及8度以上的地震区,如北京、天津(汉沽)、台北、海口等大城市位于8度的高烈度区,上海、广州、深圳等大城市位于7度区内,昆明(东川)更是位于9度区。
目前就地震作用对地上建筑结构的影响研究得相对比较透彻,地上建筑结构的抗震分析计算软件也较成熟,各国均根据本国国情颁布了针对地上建筑结构的抗震设计规范。
类似于地铁的地下结构建设起步较晚,经历地震次数有限,震害资料较少,有关地铁震害的记录则更少。
国际及国内相关领域研究者普遍认为隧道受围岩约束,由螺栓连接起来的薄壁管片环柔度较好,地震时管片环摘 要:目前地铁隧道常采用盾构法施工,为研究地震作用对盾构隧道的影响,文章首先分析盾构隧道的抗震性能目标,其次提出基于直径变形率的盾构隧道在性能要求Ⅰ时的变形限值,最后采用手算及 midas-civil 软件进行反应位移法抗震分析。
分析表明,手算结果与软件计算结果接近,在 E2 地震作用下,盾构隧道承载力满足规范要求,变形满足性能要求Ⅰ,即中震弹性。
关键词:盾构隧道;抗震性能目标;反应位移法;抗震设计中图分类号:U231.1能随周围土层一起运动,抗震性能较好,在砂层不发生地震液化时,隧道在地震时是安全的,因此对盾构隧道的抗震研究滞后于对建筑结构的抗震研究。
地铁作为城市的生命线工程,区间常采用盾构法施工,盾构隧道工程复杂,造价较高,隧道一旦遭受破坏,除检测困难和难以修复外,还将带来更为严重的社会影响。
因此,对地铁盾构隧道进行充分的抗震分析与设计十分必要。
盾构隧道常用的抗震分析方法有反应位移法、时程分析法、惯性力法等,本文采用反应位移法对盾构隧道进行抗震计算。
3.2 反应位移法在此,围绕反应位移法的想法和负载的施加方法,举一个矩形断面的例子。
(1)想法和负载的施加方法假定构造物—地表整个体系由于地震发生了如图3-1的变形。
此时,在构造物和地表的接触面上,假如地表这边的相互作用力是{F1},在构造物这边就要产生{-F1}的逆向的相互作用力来保持构造物~地表整个体系的平衡状态。
另外,假定接触面中地表和构造物间没有滑移和剥离,双方都发生了同样的位移{u1 }。
这个构造物—地表全体系如图3—2所示,分成了仅有构造物的体系(构造物振动系)和去掉构造物的地表振动系(这样的地表在后文中将称作“空洞地表”)的两个部分系。
但是,构造物振动系的外周面中,由于与构造物~地表整个体系的构造物外周面一样的位移{u1 },使其发生了相互作用力{-F1}。
还有,地表振动系的空洞部分也一样,位移是{u1 },发生了相互作用力{F1}。
即,地表振动系的空洞部分中再次编排构造物振动系的时候,变成了与构造物~地表整个体系完全一样的状态。
接下来,把地表振动系再分成如图3-3所示的两个体系。
即,将接触面中的位移{u1 }分离为基于来自于基岩层的地震动{üB }的位移{u n }(地表入射系)和基于相互作用力{F1}的位移{u12 }(地表加振系)。
根据上文,构造物~地表整个体系分为了一下的三部分系。
因为反应位移法是地震时将地表上产生的位移强制地施加在构造物上的方法,所以这3个部分系中可以将构造物振动系看成反应位移法的基本模型。
那么,来试着从地表入射系和地表加振系来求一下构造物振动系中的焦点的未知量的接触面位移{u1 }和相互作用力{F1}吧。
将构造物振动系用离散型的模型表现,就是运动方程式(3.1)。
在此,{u1 }:结构和地表的接触面的位移矢量(向量?我也不知道,是vector){u s }:结构和地表的接触面以外的结构的位移矢量[K ss],[K sI],[K Is],[K II]:部分刚性矩阵I:结构和地表接触面的节点的总称S:结构和地表的接触面以外的结构节点的总称但是,在此简单的说明下,省略了由于结构自身的惯性和结构自身以及与结构和地表的相互作用的衰减。
反应位移法分析地下结构抗震问题的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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文章标题:反应位移法在盾构隧道横向抗震研究中的应用序一、引言盾构隧道是城市地下交通建设中的重要组成部分,对于提高城市道路交通能力、改善城市环境、保障城市交通安全和促进经济社会发展具有重要意义。
然而,地震是盾构隧道施工和使用中的主要自然灾害之一,对盾构隧道结构和安全稳定性产生重大影响。
盾构隧道横向抗震研究显得尤为重要。
反应位移法作为一种重要的结构力学分析方法,在盾构隧道横向抗震研究中具有广泛的应用价值。
二、反应位移法的基本原理1. 定义和概念反应位移法是一种结构动力学分析方法,其基本原理是基于结构在地震作用下产生的位移和塑性变形来进行分析。
通过分析结构在地震作用下的位移响应情况,可以得到结构在地震作用下的受力状态和变形情况,从而为结构设计和抗震设防提供重要参考。
2. 原理和应用反应位移法的基本原理是结构在地震作用下产生的位移反应是结构抗震能力的重要体现,通过对结构位移进行分析和计算,可以评估结构在地震作用下的抗震性能和安全可靠性。
在盾构隧道横向抗震研究中,可以根据地震作用下盾构隧道的反应位移情况,评估盾构隧道的抗震性能,为盾构隧道的设计和施工提供科学依据。
三、盾构隧道横向抗震研究中的应用1. 抗震设计理念盾构隧道横向抗震研究的基本目标是保证盾构隧道在地震作用下的安全、稳定和可靠。
通过对盾构隧道结构系统进行抗震设计,可以减小地震作用对盾构隧道的影响,提高盾构隧道的抗震性能和安全可靠性。
在抗震设计中,反应位移法可以用来评估盾构隧道在地震作用下的位移响应情况,为盾构隧道的抗震设计提供科学依据和技术支持。
2. 结构抗震分析盾构隧道横向抗震研究中,利用反应位移法对盾构隧道结构系统进行抗震分析,可以对盾构隧道在地震作用下的受力和变形情况进行全面评估。
通过分析盾构隧道在地震作用下的反应位移情况,可以揭示盾构隧道结构系统在地震作用下的脆弱部位和破坏机制,为盾构隧道的抗震设计和加固提供重要参考和依据。
3. 结构优化设计在盾构隧道横向抗震研究中,利用反应位移法对盾构隧道结构系统进行分析和计算,可以得到盾构隧道在地震作用下的反应位移情况,为结构优化设计提供科学依据。
技术与应用几年,我国各城市地铁工程建设正在大规模进行。
地铁工程作为一个城市最大规模的基础设施,其抗震问题已经成为整个城市工程抗震和防震减灾研究的重要组成部分。
在设计阶段考虑地震作用对地下车站的影响,已成为必须重视的问题。
1 抗震计算方法的选择目前抗震设计中地震效应的计算方法有惯性静力法、弹性时程法、反应位移法等。
惯性静力法也称为地震系数法,是我国《铁路工程抗震设计规范》推荐的一种计算方法,从前苏联引进,基于反应位移法的地铁车站抗震分析桑百有:兰州市轨道交通有限公司规划技术处,工程师,甘肃 兰州,730000摘 要:随着地下结构建设规模的不断扩大,地铁车站的抗震问题已逐步成为地铁建设中新的焦点,而与工程设计相应的地震响应计算方法仍不够成熟。
运用反应位移法对典型地铁车站结构进行地震响应计算分析,并评价其抗震性能,最后得出基于反应位移法计算的地下车站与地震中车站破坏形式比较相符,运用反应位移法计算抗震可以满足设计要求。
关键词:地铁车站;反应位移法;抗震分析中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1001-683X(2015)06-0077-05一直沿用至今。
惯性静力法计算地铁车站地震作用时,有3项荷载:(1)地震动峰加速度引起的上部土体对结构的横向荷载;(2)结构自身受到地震动峰加速度引起的横向荷载;(3)结构侧向土体由于地震引起的摩擦角改变产生对结构的荷载。
当地下结构平面面积较大、层高低、覆土浅时,结构的惯性力为主要作用力,可采用惯性静力法进行计算。
一般地铁车站埋深较深,结构的惯性力不起主要作用,采用惯性静力法并不合适。
弹性时程法按照建筑场地和设计地震分组,选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线进行计算。
获取实际地震记录和人工模拟合理的地震曲线难度较大,对计算精度有很大影响。
因此,采用弹性时程法计算地下车站抗震尚存在一定困难。
反应位移法假设地下结构地震反应的计算可简化为平面应变问题,其在地震时的反应加速度、速度及位移等与周边地层保持一致。