整体式反应位移法的理论推导及一致性证明

整体式反应位移法是近几年提出的用于地下结构抗震分析的实用计算方法,目前适用于复杂断面形式地下结构抗震分析的整体式反应位移法已被《地下结构抗震设计标准》（GB/T 51336-2018）采用。该方法通过建立地层-结构整体模型来反映岩土介质与结构之间的相互作用、采用自由场地层模型计算等效输入地震荷载,避免了经典反应位移法中由地基弹簧的确定和使用带来的计算量和计算误差,同时弥补了经典反应位移法只适用于规则断面形状地下结构抗震分析的局限性。文章基于有限元离散模型,给出地下结构地震反应分析的整体式反应位移法的理论推导,并证明地下结构抗震设计标准中采用的整体式反应位移法与理论推导给出的整体式反应位移法的一致性,有助于对整体式反应位移法的理解和正确使用。     

地下结构抗震分析的整体式反应位移法

 对目前地下结构抗震分析中的传统反应位移法进行分析,针对该方法的主要误差来源,结合反应位移法明确的物理概念及严密的理论基础,提出一种适用于地下结构抗震分析的计算方法--整体式反应位移法。整体式反应位移法在反应位移法的基础上,通过直接建立土–结构分析模型来反映土–结构间相互作用,避免引入地基弹簧带来的计算量和计算误差。为验证改进方法的有效性,一方面从物理概念出发,论证改进方法与反应位移法的一致性;另一方面通过数值计算,将整体式反应位移法与动力时程分析方法进行对比分析。结果表明,整体式反应位移法相比于反应位移法计算量小,计算结果更接近动力时程方法,是一种实用性强的拟静力方法。     

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。     

综合管廊的纵向抗震计算——反应位移法

采用反应位移法对地下综合管廊进行抗震计算,考虑了地层和和结构的震动特征及其相互作用关系。通过结合工程实例阐述反应位移法的基本原理,介绍了使用反应位移法计算地震内力的方法。     

地下结构抗震分析与设计的Pushover分析方法

在借鉴地上结构抗震分析的Pushover方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的Pushover分析方法.详细介绍该方法的实施步骤、基本功能与特点,给出适用于该方法的水平荷载分布形式与目标位移的确定方法.该方法能够反映土-结构之间的相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,得到地下结构的能力曲线;目标位移求解原理简单,根据目标位移可以得到结构的地震反应,进而可以对结构在地震作用下的变形与内力进行评估;计算得到的结构能力曲线与地震波的选取关系不大,计算结果具有较好的模拟精度,从而避免对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析.结合实际工程与基于黏弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法进行对比研究,验证地下结构Pushover分析方法的可靠性与良好的模拟精度,可以用于地下结构的抗震分析与设计中.     

地下结构横断面地震反应分析的反应位移法研究

 为研究地下结构横断面地震反应分析中常用的反应位移法的实用性,结合子结构法和土–结构动力相互作用法等理论对反应位移法的基本原理进行验证。介绍目前工程应用及规范规程中反应位移法的具体应用形式,对不同计算模型、地基弹簧系数计算方法进行分析。为比较不同形式反应位移法的有效性,以大开地铁车站地震反应为例,将不同形式反应位移法和土–结构动力相互作用法进行对比分析。结果表明,经典反应位移法更接近土–结构动力相互作用法的计算结果,是一个实用性较高的拟静力计算方法。     

地铁地下结构抗震设计方法差异性规律研究

详细介绍动力时程分析方法、反应位移法、整体式反应位移法、强制反应位移法、张建民地震土压力方法、简化地震土压力方法、反应加速度法、地下结构Pushover分析方法等地铁地下结构抗震设计方法。结合以上各种抗震设计方法,计算不同地质条件以及不同埋深条件下北京地下直径线单层框架结构侧墙变形(顶底板位移差值)及结构内力,并对其结果进行比较分析,为探讨各种设计方法计算结果的差异性规律提供一定的依据。结果表明,不同土层条件时,反应加速度法、地下结构Pushover分析方法与动力时程分析方法计算值基本一致;不同埋深条件时,基于日本铁路抗震设计规范动弹簧系数的反应位移法、张建民地震土压力方法与动力时程分析方法计算值更为接近。     

不同规范中地下结构地震反应分析的反应位移法对比研究

反应位移法是一种实用的地下结构抗震反应分析方法,该方法计算步骤相对简便,具有较好的分析精度,在地下结构抗震设计计算中得到广泛使用,已被包括《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)等多部规范所采用。但是由于该方法在理论推导上的不同,以及不同研究者理解上的不一致,导致现行不同规范的计算模型和荷载输入存在差别。文中给出反应位移法的推导过程,分析反应位移法中各项荷载的合理形式和意义,对现行不同规范中反应位移法的计算模型作出明确判断,通过与动力时程计算结果的对比分析表明：反应位移法中地震作用的输入通过结构周边自由场应力实现,忽略部分周边自由场应力的计算模型是不合理的。     

地下管廊的横向抗震计算——反应位移法

随着地下管廊的推广与建设,地下管廊的抗震设计也引起了更高的重视。本文结合工程实例,基于MIDAS Gen软件,采用反应位移法进行横向抗震计算,阐述了反应位移法的基本原理,介绍了使用反应位移法计算综合管廊横向地震作用的过程。     

某大型地下空间结构抗震设计方法分析北大核心CSCD

采用MIDAS GTS及SAP2000等有限元软件,对某大型地下空间进行结构抗震分析与设计。采用基于平面的二维土层-结构时程分析法与考虑土层与结构相互作用的弹性连接空间模型的反应位移法、弹性时程分析法及反应谱法,对地下空间结构进行计算分析对比。通过对结构地震响应及主要受力部位内力进行比较表明,空间模型的反应谱法计算结果能够包络另外三种方法的计算结果,该方法可供类似大型地下空间的抗震设计参考。     

某大型地下空间结构抗震设计方法分析

采用MIDAS GTS及SAP2000等有限元软件,对某大型地下空间进行结构抗震分析与设计。采用基于平面的二维土层-结构时程分析法与考虑土层与结构相互作用的弹性连接空间模型的反应位移法、弹性时程分析法及反应谱法,对地下空间结构进行计算分析对比。通过对结构地震响应及主要受力部位内力进行比较表明,空间模型的反应谱法计算结果能够包络另外三种方法的计算结果,该方法可供类似大型地下空间的抗震设计参考。     

隧道横断面反应位移法基本原理及其应用

我国大量的隧道工程位于高地震烈度区,隧道作为国家生命线工程的主体结构之一,必须对其抗震计算方法给予高度重视。基于隧道的振动特性,从地下结构与周围地层的整体运动微分方程出发,总结归纳隧道横断面反应位移法的基本原理及计算模型,得到均质半无限地层和非均匀成层地层在地震荷载作用下地层位移的求解方法,并通过反应位移法和时程法的计算和比较分析,对反应位移法的适应性进行探讨,研究结果表明：反应位移法理论清晰,反映地震响应主要由地层相对位移控制的土层或软弱岩层隧道的振动特性,在具备工程场地位移或速度反应谱的条件下,计算较方便快捷,不失为该类隧道的一种较好的抗震计算方法。     

整体式反应位移法在地下结构抗震设计中的应用

整体式反应位移法是地下结构抗震设计的重要方法之一,具有理论成熟、操作简便、适用性广和计算精度高等优点,但已有文献中并未详细介绍整体式反应位移法的操作步序,这易对方法的正确使用带来问题。针对工程界经常反馈的几个问题,结合北京地铁16号线阜外大街站主体结构设计方案,提供了一个完整的整体式反应位移法抗震分析例题详解,同时分析了土体侧向边界至结构侧壁距离对计算结果的影响,结果表明,此距离不宜小于2倍的结构横断面长度。本研究诣在解决整体式反应位移法在工程实践中的具体使用问题,有助于避免由操作不当带来的计算误差,具有较强的工程参考价值。     

地下结构抗震分析的反应位移法研究

基于地下结构的震动特性,比较反应位移法在地下结构抗震分析中计算地震荷载作用下结构相对位移的三种方法。结合工程实例,分别应用三种求解方法计算地震荷载作用下的土层相对位移及作用在结构上的等效荷载,建立有限元模型分别计算结构各点的相对位移,并与时程分析法计算结果比较。结果表明:(1)不同求解方法计算得到的结构相对位移有很大的差异,由此导致结构地震响应差别显著;(2)不同计算公式有其相应的适用性,研究成果可为地下结构抗震设计提供参考。     

地下综合管廊投料口结构抗震计算分析——基于反应位移法

针对我国目前缺少完善的地下综合管廊复杂节点区间抗震计算设计规范的现状,结合工程实例,基于MIDAS Gen软件,采用反应位移法对复杂投料口结构进行横纵向抗震计算,经分析对比考虑地震作用与不考虑地震作用时投料口结构的内力、配筋情况,进一步证明了在地震作用中土层的变形位移对地下综合管廊结构安全具有较大影响。     

反应位移法及其在天津地铁地下车站抗震设计中的应用

地铁地下车站结构的抗震设计是地铁设计的重难点之一,针对拟静力抗震计算方法反应位移法,介绍其基本原理,给出相关参数的详细计算方法,主要有土层相对位移、结构惯性力、周围土层的剪力及地基弹簧刚度。最后,对天津的某地铁车站进行抗震计算,结果表明:最大弯矩值出现在侧墙与底板交界处,地震工况计算值小于标准组合工况值,不作为控制工况。     

苏州太湖新城地下空间结构抗震分析及设计

目前,针对地下结构的抗震分析已经成为当前地震工程领域研究的热点课题之一。我国目前尚缺少完善的地下空间结构抗震分析方法和专门的地下空间结构抗震设计规范。如何将目前国内外现有的结构抗震计算方法运用到具体的地下空间抗震设计中显得尤为必要。论文以苏州太湖新城核心区地下空间工程为背景,展开对地下空间结构抗震计算。建立土层-结构有限元模型,采用时程分析法得到结构的地震响应,与反应位移法得到的结果进行对比分析,证明了反应位移法用于地下抗震计算的合理性。同时,将设计常用的反应谱法与反应位移法进行比较,计算结果可为今后的类似地下空间项目的抗震设计提供参考。     

地下结构横截面抗震设计分析方法综述

地下结构抗震是当今地震工程界重要的研究方向,目前国内外学者在地下结构横向地震反应领域提出了多种简化计算方法.在有关理论和方法的基础上,对目前常见的地下结构抗震简化计算方法进行了比较详细的介绍,包括地震系数法、自由场变形法、土-结构相互作用系数法、反应位移法、反应加速度法、地下结构Pushover分析方法等简化方法.根据方法的原理,分析各方法采用的简化假设条件以及误差来源,对常见简化方法进行了初步的比较分析.     

基于Abaqus的地下结构反应位移法抗震分析

随着城市地下空间的大规模开发利用,地铁、地下综合管廊、地下商店等地下结构得以大量兴建,其抗震问题已经成为城市地下工程抗震研究的重要组成部分。应用规范推荐的反应位移法对不规则矩形地铁车站结构进行抗震计算,分析不同位移加载方向下结构在设防地震、罕遇地震作用下的内力情况及抗震性能,进一步验证反应位移法的适用性。本文主要通过Abaqus软件对武汉地铁光谷五路站典型截面进行分析。     

地铁地下车站抗震设计与实例分析

以武汉地铁某三层地下车站为例,采用抗震计算方法反应位移法进行抗震计算分析,介绍反应位移法基本原理,并详细阐述反应位移法所需的各参数和计算过程。通过对此车站的抗震计算分析,表明在6度抗震设防烈度下,结构按照正常使用状况配筋就能够满足抗震设防的要求,抗震工况对构件截面尺寸及配筋不起控制作用,此研究成果可应用于武汉地区地下车站结构的抗震设计中。