地下框架结构抗震性能评价方法的研究

目前关于地下结构地震响应的分析大多是计算给定的地下结构在给定地震动下的动力响应,而该结构在该动力响应下是否已破坏则不得而知,这就需进行地下结构抗震性能评价方法的研究。首先总结了目前国内外在地下框架结构破坏评价方法方面的研究,在此基础上,结合《建筑抗震设计规范》,提出了新的评价方法：基于层间位移角的构件变形能力评价和基于有效应力值的构件强度评价。然后,以地铁车站及地下人防工程等地下框架结构为例,建立其三维分析模型,计算其三维地震响应,主要包括结构的水平横向相对位移和结构受力,对地下框架结构抗震性能进行评价。分析表明：所提出的评价方法能初步应用于地下框架结构的抗震性能评价,但仍需进一步完善。研究成果和思路可为《建筑抗震设计规范》中地下建筑结构部分的补充和完善提供有益的帮助。     

地下工程震害与地下地震动的位移特征

地下工程与地面工程所处的环境不同决定了地震作用对地下结构影响的特殊性,震害经验显示地震动的位移是造成地下结构破坏的主要因素之一.对典型地下工程震害特征进行了总结,结合国外地下地震动台阵记录分析了地震动位移沿深度的分布特点.揭示了地下地震动的一些工程特性,可以为地下工程结构的抗震设计提供参考.     

地下结构的地震震害及其影响因素研究

本文基于对地下结构的地震震害调查及国内外大量相关文献的分析,研究了地下结构的震害形式和特点,分析了影响震害的主要因素和规律,揭示了地下结构的震害机理。结果表明,地下结构的地震震害不仅与区域地震构造环境、场区地质条件有关,而且还受到诸如震级大小、震中距离、结构埋深和结构特性、地震地运动特性及地震波入射方向等多因素的影响。地下结构的地震震害机理可归纳为围岩失稳引起的破坏和地震惯性力引起的破坏两类。在进行地下结构抗震设计时,应尽量在选址时通过地质勘察从根本上避免在地震地质不良地带建造地下结构,加强抗震构造措施,重视对工程口部的抗震加固,改善结构的延性,提高结构对围岩变形的适应性。     

地下结构地震响应理论分析研究现状与展望

目前地下工程抗震设计一般是基于传统的拟静力计算,这与实际地震响应相差较远。1995年日本阪神大地震对地下结构的破坏,打破了土木工程界忽视地下工程抗震的固有观念,掀起了一股地下工程抗震研究热潮。论文对地下工程地震响应分析的解析法、半解析法与数值计算方法的发展现状与存在问题进行了较为全面的阐述。结合地下工程抗震设计的实际需求,探讨了地下结构地震响应理论分析的发展趋势。     

浅谈地下建筑结构的抗震问题

地下结构一直被认为具有良好的抗震性能。然而,近年来的地震震害表明,在地震作用下,地下结构同样会出现较为严重的破坏。分析了地下结构不同于地上结构的动态反应特性;归纳分析了地下结构抗震性能的研究手段以及主要的抗震设计方法;总结了提高地下结构抗震性能的措施;并对地下结构抗震性能的研究进行了展望。     

反应位移法在复杂地下结构抗震中的应用

针对我国尚缺少完善的地下结构抗震分析方法和专门的有关复杂地下结构抗震设计规范的现状,在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,采用反应位移法对某复杂地下大空间结构进行抗震设计与分析。同时,分析中还建立了该复杂地下结构的三维精细化有限元模型,采用动力时程分析给出结构的基准地震响应,从而评价反应位移法用于复杂地下结构抗震设计的适用性。分析结果表明,对于不同的计算工况反应位移法的计算结果与动力时程分析均基本一致,说明反应位移法可用于复杂地下结构的抗震设计。研究结论可为今后类似地下工程的抗震设计提供指导。     

某大型地下停车场强地震反应数值模拟分析

近年来全球范围内的地震灾害表明,地下结构在强地震作用下并没有预料的安全,针对铁路和公路隧道、地铁车站和区间盾构隧道的抗震设计研究已经有一定的基础,而对于大型公用地下工程如地下停车场、地下变电站、地下商场等的研究并不多,对此类地下结构的抗震性能研究意义重大。本文在地下结构的震害和岩土非线性动力计算方法研究的基础上,采用数值方法,对某大型地下结构进行了完全非线性地震动力时程分析,采用二次开发的土体非线性动力本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性。采用100年超越概率2%的强地震波作为地震动输入,对某大型地下停车场的地震反应进行了分析,重点分析结构的内力发展过程,并与三维等效地震荷载法计算结果进行对比。数值模拟结果能够合理地计算地下结构的内力和变形,能够很好地标识出地下结构的薄弱部分,对地下结构的抗震设计有很好的指导作用,可以为其他大型地下结构抗震计算的参考。     

地下结构纵向抗震动力可靠度分析

将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震响应分析,阐述了采用动力分析方法求结构体系的脉冲响应函数的原理和方法,采用傅立叶变换原理和随机振动理论,建立了地下结构纵向随机地震响应统计特征的数学表达式。将结构随机地震响应看成是1个泊松过程,建立了采用首次超越破坏理论计算地下结构抗震可靠度的数学公式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在高斯平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度。为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径,为以可靠性理论为基础的地下结构抗震概率设计规范的制订奠定了理论基础。     

某超限高层建筑结构动力弹塑性分析研究

对某超限高层建筑在罕遇地震下结构动力弹塑性响应特性进行了分析,研究了结构在大震下关键部位构件塑性发展情况及破坏特征,评估了在大震下结构的抗震安全性能,对工程抗震设计提出了合理化建议。     

大型地下洞室群可视化信息集成系统

对大型水电地下工程的国内外现状和发展趋势做了全面的研究和分析,提出了大型地下工程群两个重点研究方向以结构信息管理为导向的大型地下洞室群可视化信息集成系统和以结构破坏仿真为特征的大规模结构分析系统。     

1995年日本阪神地震大开地铁车站震害原因及成灾机理分析研究进展

1995年日本阪神地震中,大开、长田、三宫、上泽和新长田等地铁车站以及区间隧道发生了程度不同的震害,特别是大开地铁车站震害极为严重,是迄今为止人类历史上首次记录到的几乎完全塌毁的大型地下结构震害事例,引起了人们对地下结构抗震问题的关注和重视。围绕大开地铁震害事例,国内外已开展了大量的理论、数值和试验研究工作,对震害机理和破坏模式等进行了深入、系统的解析,深化了对地下结构抗震性能的理解,但由于研究者们各自侧重的角度不同,资料的掌握和分析模型与方法上的差异,仍存在一些认识上的歧义,迄今并未形成一种系统性的共识。本文较为系统地从研究者们所采用的分析方法、分析模型及获得的相应结论等角度,回顾了围绕大开车站震害事例开展的研究工作,总结了地震动、场地特性及结构构造因素等对大开车站震害影响的分析成果,并对进一步深入分析大开车站震害现象以及地下结构抗震应解决的关键问题提出了建议。     

Mountain tunnel under earthquake force:A review of possible causes of damages and restoration methods

Accurate seismic assessment and proper aseismic design of underground structures require a comprehensive understanding of seismic performance and response of underground structures under earthquake force.In order to understand the seismic behavior of tunnels during an earthquake,a wide collection of case histories has been reviewed from the available literature with respect to damage classification,to discuss the possible causes of damage,such as earthquake parameters,structural form and geological conditions.In addition,a case of Tawarayama tunnel subjected to the 2016 Kumamoto earthquake is studied.Discussion on the possible influence factors aims at improving the performancebased aseismic design of tunnels.Finally,restoration design criterion and methods are presented taking Tawarayama tunnel as an example.     

近距离地下穿越结构地震响应研究综述

鉴于设计和使用要求,近距离地下穿越工程大量涌现,形成了土体-相互穿越结构群复杂相互作用体系。多个地下结构出现近距离穿越情况时,在地震作用下结构与临近土体以及结构之间均存在动力相互作用,地下穿越结构体系的地震响应规律更加复杂。基于对大量实际近距离穿越工程案例的归纳整理,将地下穿越结构大体分为隧道相互穿越体系、隧道穿越地铁车站体系、地铁车站相互穿越体系。在总结地下穿越工程特点的基础上,分别阐述各穿越体系地震响应研究现状和进展,指出现有研究中存在的不足和问题,并对今后进一步研究的方向给出了一些建议。     

震后可恢复功能木结构研究进展

震后可恢复功能概念引入木结构已成为近年来国际木结构抗震工程研究的热点。可恢复功能木结构体系主要包括自复位木框架结构和摇摆木剪力墙结构,研究表明,带有耗能机制的自复位及摇摆木结构具有很好的抗震性能,结构在震后无损伤或损伤很小,无需修复或稍加修复即可快速恢复使用。阐述了自复位木框架结构和摇摆木剪力墙结构的工作原理,对国内外的研究进展进行总结,综述了木结构中的预应力损失、结构损伤控制的研究成果以及可恢复功能木结构的设计方法。介绍了两个可恢复功能木结构工程案例和可恢复功能木结构的研究趋势,提出了对于耗能件设计、减少预应力损失、结构设计方法以及结构性能评估方法的热点研究方向。     

地下结构抗减震研究与技术现状

依据地下结构震害实例总结了地下结构的震害特点,对震害原因进行了简单分析,介绍了地下结构抗震研究的方法和原理,归纳了目前地下结构抗减震措施以及震后修复技术,点明了地下结构抗减震研究的重要性及实用性。     

地下建筑结构应充分考虑抗震问题--1995年阪神地震破坏的启示

地下结构一直被认为具有良好的抗震性能。 1995年阪神大地震发生之前 ,很少有大型地下结构在地震中严重破坏的报道。然则 ,阪神大地震中 ,包括诸如地铁车站及其区间隧道等结构在内的大量大型地下结构出现严重的破坏 ,引起世人震惊 ,使人们对地下结构的抗震安全性产生了怀疑。尔后 ,地震工程界特别是日本出现了地下结构抗震研究的热潮。初步研究表明 ,地下结构具有不同于地面结构的抗震性能和破坏特征 ,在某些情况下 ,同样会发生严重甚至强于地面结构的破坏     

浅析地铁等地下结构的抗震设计

地铁工程直接关系到城市的正常运转,对于百年工程的地铁等地下结构来说,其抗震设计非常重要。本文主要分析了结构和土体作用的分析模型,评估了地震破坏模式和抗震性能,分析了抗震构造措施,还对穿越地震断层时的设计和施工进行了探讨。