地下建筑抗震设计.ppt

第三节地下建筑抗震计算的要点三、计算范围和边界条件平面问题分析中，侧向边界宜取至离相邻结构边墙至少3倍结构宽度处，底部边界取至基岩表面，或经时程分析试算结果趋于稳定的深度处，上部边界取至地表。计算的边界条件，侧向边界可采用自由场边界，底部边界离结构底面较远时，可取为可输入地震加速度时程的固定边界，地表为自由变形边界。空间问题分析中，侧向边界位置可与平面问题分析相同，纵向边界可取为离结构端部距离为2倍结构横断面面积当量宽度处的横剖面，边界条件均宜为自由场边界。上一页下一页返回第三节地下建筑抗震计算的要点四、地震作用的方向地下结构的地震作用方向与地面建筑有所区别。对于水平地震作用，当其作用于长条形地下结构时，地震作用方向为沿地下结构横向作用、沿地下结构纵向作用或作用方向与纵向斜交三种可能。而当地震作用方向与纵向斜交时，斜向的水平地震作用又可分解为沿横向和沿纵向作用的水平地震作用，分解后得到的横向、纵向水平地震作用强度，均小于单一方向作用的横向、纵向地震作用，一般不可能单独起控制作用。而地下结构横向、纵向承受相同的地震作用时，显然横向作用情况最危险，是最危险的工作状态。因而，对按平面应变模型分析的地下结构，一般可仅考虑沿结构横向的水平地震作用。上一页下一页返回第三节地下建筑抗震计算的要点对于不规则地下结构及地下空间综合体等体型复杂的地下建筑结构，宜同时计算结构横向和纵向的水平地震作用。竖向地震作用，对于地下空间综合体等体形复杂的地下结构，8,9度时尚宜计及竖向地震作用。体形复杂的地下空间结构或地基地质条件复杂的长条形地下结构，都易产生不均匀沉降并导致结构裂损，因而即使设防烈度为7度，必要时，也需考虑竖向地震作用效应的综合作用。五、地震作用的取值(1)地面下设计基本地震加速度取值。地面下设计基本地震加速度值随深度逐渐减小，地震作用的取值应随地下的深度比地面相应减少，已被公认。上一页下一页返回第三节地下建筑抗震计算的要点但设计基本地震加速度取值，各国有不同的规定。我国规定:基岩处的地震作用可取地面的一半;地面至基岩的不同深度可按深度线性内插。我国《水工建筑物抗震设计规范》规定地表为基岩面时，基岩面下50m及其以下部位的设计地震加速度代表值取为地表规定值的1/2，不足50m处可按深度由线性内插值确定。对于进行地震安全性评价的场地，则可根据具体情况，按一维或多维的模型进行分析后，确定其减小的规律。(2)地下结构的重力荷载代表值。地下建筑结构静力设计时，除结构自重及可变荷载外，水压力、土压力亦是主要荷载。上一页下一页返回第三节地下建筑抗震计算的要点因此，在确定地下结构的重力荷载代表值时，应包含水压力、土压力的标准值。六、地下建筑结构抗震计算的方法进行多遇地震作用下的截面承载力和构件弹性变形验算时，平面问题可采用弹性时程分析法、反应位移法、等效水平地震加速度法或等效侧力法计算。空间问题可采用弹性时程分析法。进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算时，可采用弹塑性时程分析法，或简化方法计算结构的弹塑性变形。上一页返回第四节地下建筑抗震验算方法简介在地震作用下，地下结构和地面结构的地震响应不同，因此其地震分析方法也不同。在20世纪60-70年代以前，地下结构抗震设计的计算基本上是沿用地面建筑的计算方法;20世纪70年代以后，才逐渐形成了地下结构抗震设计分析较为完整的独立体系。但由于地基、地下结构以及土与结构相互作用的复杂性，到目前为止，对地震作用下地下结构的动力响应规律和震害机制尚未形成统一、明晰的看法，由此导致抗震分析方法名目繁多。目前，较多使用的方法有等效侧力法、等效水平地震加速度法、反应位移法和土层一结构时程分析法。下面就这几种常用的计算方法作简单介绍。上一页下一页返回第四节地下建筑抗震验算方法简介一、地下建筑抗震分析方法1.等效侧力法等效侧力法又称惯性力法、拟静力法。它将地下结构的地震反应简化为作用在节点上的等效水平地震惯性力的作用效应，从而可采用结构力学的方法计算结构的动内力。但由于该方法计算结构与实际观测到的动土压力结果有较大差别，且等效侧力系数取值需要事先确定，该方法适用性普遍较差。2.等效水平地震加速度法等效水平地震加速度法，将地下结构的地震反应简化为沿垂直向线性分布的等效水平地震加速度的作用效应，计算方法常为有限元法。上一页下一页返回第四节地下建筑抗震验算方法简介计算模型的底面采用固定边界，侧面采用水平滑移边界，如图10-5所示