地下结构抗震--西南交大第六章--地震力.ppt

第六章 地震力 * * 第一节 计算假定 一、 当地震发生时，建筑物受到一种惯性力的作用，这种由地震引起的惯性力称为地震力。建筑物在抗震验算时，一般只计算水平地震力的作用。对隧道的水平地震力应考虑以下两种情况： 1．水平地震力的方向横交隧道纵轴，隧道洞口、浅埋、偏压地段及明洞应考虑此种地震力的作用，并以不利于结构受力为原则选取地震力的作用方向。 2．水平地震力的方向沿隧道纵轴，仅在洞门及洞口一个环节衬砌考虑此种地震力的作用。 地震力的作用系短暂的、偶然性的，按特殊荷载考虑。 二、地震力作用引起的荷载 1．水平地震力 (1)衬砌自重的水平地震力 为简化计算，拱圈自重水平地震力视为沿衬砌高度均匀分布。边墙部分视其形状而定，若断面变化不大，可按全墙高度均匀分布；若变化较大，则可按梯形或台阶形分布。作用点在结构质心处。 (2)洞顶土柱的水平地震力 a.洞口、浅埋或傍山偏压地段应按洞顶地层柱质量计算，作用点在土柱质心处。 b.明洞顶部填土水平地震力，作用点在填土质心处。 2．侧向土压力增量 (1)隧道两侧侧向土压力增量均按φg-θ计算(φg为计算摩擦角)，作用方向均为地震波传播方向。 (2)明洞侧向土压力增量以地震波从最不利方向传来进行计算，一般内侧(即山侧)按φg-θ计算，外侧(即河侧)按φg+θ计算。 3．地震作用下围岩弹性抗力 弹性抗力的计算假定和计算方法与非地震区相同。抗力作用范围宜根据荷载作用与衬砌的变形经计算确定。为简化计，抗力作用方向可假定为水平方向，计算时不考虑衬砌与围岩间的粘结作用。 4．地震时坍塌及落石冲击力 洞顶填土同拱形明洞中的有关要求。靠山侧设计填土坡度可适当放陡，设计填土坡与实际填土坡之差作为地震时坍塌储备。一般情况下可不考虑落石的冲击力，如需检算冲击力时，只计洞顶实际填土重力(不包括坍方堆积土石重力)。落石冲击力的计算，可通过现场量测或有关计算验证。 第二节 地震力分类及计算 一、衬砌自重水平地震力(F1) 1．曲墙式衬砌 式中 F1——衬砌水平地震力，kN／m； mi——衬砌质量的一半，t。 H——衬砌总高度，m。 ηc、Kh、gn意义同前。 2．直墙式衬砌及明洞 二、洞顶土柱水平地震力与侧压力增量 1．傍山偏压隧道 (1)垂直土压力 偏压分布图形与地面坡—致。 (2)水平地震力，作用于计算土柱质心。 (3)侧压力增量 *