软弱夹层对地铁车站结构地震动力响应影响的三维数值分析

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了土体-结构动力相互作用的三维数值模型,利用Python二次开发程序实现了黏弹性边界的自动施加。考虑不同地震加载波形及车站与软弱夹层的相对位置,对典型两层三跨地铁车站结构动力响应进行了研究。结果表明:车站结构动力响应受加载波形及频谱特性影响明显,结构在不同地震波作用下关键部位的内力及位移变化趋势一致;车站与软弱夹层的相对位置对结构受力及变形影响显著,当车站位于软弱夹层位中时结构动力反应最大;对于典型的框架式地下车站而言,中柱的内力反应最大,为最不利受力构件,设计时应重点考虑;在含有软弱夹层的场地中布设水泥桩能够有效降低结构的地震内力反应,减小软弱夹层的不利影响。     

考虑深基坑坑角效应的支护结构变形计算

深基坑工程是一个复杂的三维空间问题。本文以悬臂地下连续墙支护体系为研究对象,借助FLAC3D三维有限差分软件对支护结构变形坑角效应及其主要影响因素进行了研究,给出了支护结构变形阴角坑角效应影响系数和坑角效应影响范围,提出了考虑深基坑坑角效应的支护结构变形计算方法,即将坑角效应影响系数与依据平面问题计算得到的悬臂连续墙支护结构变形相乘得到支护结构变形空间分布的方法,并通过工程实例验证了此计算方法及所得系数的合理性。     

地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法

首先介绍目前地下结构抗震分析方法存在的主要问题,在借鉴地上结构静力弹塑性分析方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的静力弹塑性方法。详细介绍该方法的实施步骤与特点,给出水平等效惯性加速度的求解方法。该方法概念清晰、操作简单,能够在不需要计算相互作用系数的情况下较好地模拟土-结构之间的动力相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,给出地下结构在输入地震波作用下的峰值变形与内力,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,验证地下结构静力弹塑性分析方法的可靠性及良好的模拟精度,可以应用于地下结构的抗震分析与设计中。     

软土地层中考虑土与结构共同作用的支护结构设计计算方法

本文针对目前软土地区深基坑支护的情况，建立了一个考虑土压力与支护结构变形的关系及土体对支护结构转角影响的计算模型，并采用杆系有限元方法编制了求解支护结构的内力和变形的计算程序，还通过实际算例分析了支护结构的内力和变形的影响因素：为了确定计算模型中的土压力参数，编制了用于反分析的计算程序，结合上海的两个实际工程进行了定量的分析。     

土结相互作用的地基沉降和结构内力计算方法

基础不均匀沉降将在上部结构内产生附加内力,而且地基变形也是随施工过程逐渐累积的过程．然而,常规计算方法既没有充分考虑上部结构、基础、地基之间的共同作用,也没有反映施工过程对结构内力的影响．针对上述问题,笔者推导了施工过程中地基变形和结构内力的计算公式,提出了考虑土结相互作用并模拟施工过程的实现方法．为研究地基变形和结构内力提供了手段,对采动区土地复垦及抗变形建筑物的设计、施工,防止或减轻地基变形对建筑物的损坏等具有重要现实意义．     

温度变化对基坑单撑支护结构性状的影响

提出了考虑温度效应的基坑支护结构计算方法,针对单道支撑支护结构,探讨了温度变化对支护结构变形和内力等性状的影响,分析了温差工况下基坑尺寸、地基的m值等影响因素,并采用该方法与实际工程进行验证。     

地下连续墙对叠合墙式地铁车站结构地震反应的影响研究

针对现行地铁地下车站结构的常见叠合墙式结构设计方法和抗震分析方法中不考虑地下连续墙存在的现实情况,基于数值计算方法,建立了土–地下连续墙–地下结构静动力耦合非线性相互作用有限元分析模型,分析了地下连续墙存在时对地铁地下车站主体结构地震反应的影响规律。研究结果表明:地下连续墙的存在对地铁车站主体结构的抗水平侧移能力有一定的提高作用,使得其顶底间的最大相对位移有显著减小。从这一结果出发,似乎可以认为地下结构抗震分析中不考虑地下连续墙时可看作是地下结构的地震安全储备。但是,地下连续墙的存在明显改变地下结构的整体变形性态,进而导致地下结构的内力发生重分布,尤其使得大震时车站结构的顶、中、底板一些关键部位的地震损伤程度明显比不考虑地下连续墙时要严重;同时,地下连续墙对车站结构顶底板表面与土体间的相对摩擦剪力也产生明显的影响。     

高层钢筋混凝土结构竖向变形差问题的探讨

根据竖向荷载加载和徐变的探讨,阐述了结构竖向变形差对内力重分布的影响,分析了不同竖向荷载加载方式的区别、适用范围和注意事项。同时分析了徐变变形与受力变形之间的差异及对结构和非结构构件的影响。提出了受力计算、结构选型、构造措施和材料选用等因素综合考虑,是解决竖向变形差问题的对策。     

主体与支护结构结合的水平支撑系统数值分析

目前超深、超大面积的基坑采用主体地下结构与基坑支护结构相结合的型式越来越多.结合具体的工程实例建立了考虑梁板共同作用的水平支撑系统有限元分析模型,分析与地下主体结构相结合的水平支撑的结构内力和变形,并分析了不同边界条件对水平支撑系统内力和变形的影响.     

土–地铁动力相互作用体系侧向变形特征研究

针对现有地下结构抗震分析方法用于地铁大型地下结构的可行性研究明显不足问题,根据中国抗震规范的相关规定设计了常见的3种场地类别,考虑输入地震动特性及其强度,通过84种有限元计算工况,分析了土–地铁地下结构非线性动力相互作用体系的侧向变形特征。结果表明,在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ3个场地类别条件下输入加速度峰值较大时(0.3g和0.4g),或者场地类别为Ⅳ类时即使输入很小地震动峰值加速度时,土与结构相互作用系数均小于1,即大型地铁地下结构侧向土体总是"推着"地下结构产生最大相对变形,此时地铁地下结构周围土层的大变形将对地下结构抗震造成不利的影响。反之,将会出现地铁地下车站结构侧向最大变形大于等代土体单元的侧向变形,即地下结构的动力变形将受到周围土层的约束作用,此时将对地下结构的抗震起到有利作用。同时,也给出了场地类别和输入地震动特性对土–地铁地下结构相互作用系数的影响规律。