城市地下综合管廊典型节点地震响应分析

发布时间：2020-11-04 18:05

　　 随着社会的发展,传统的市政管线及电网铺设方式已经不能满足城市现代化发展的理念,城市地下综合管廊成为当前解决城市规划和发展的一种途径,同时对提升城市总体形象、创造和谐生态环境起到了积极作用。目前,城市地下综合管廊还没有专门的抗震规范,大多参考国内外类似工程和地铁地下结构的抗震规范,这样导致管廊结构存在很大的潜在危险,发生灾害时可能会引发严重的工程破坏和惨重的生命和财产损失。本文结合具体实际工程,通过有限元软件,采用粘弹性边界,建立土-结构相互作用的综合管廊典型节点数值分析模型,分析城市地下综合管廊典型节点在水平、竖向和双向耦合作用下的地震响应以及影响城市地下综合管廊节点地震响应的因素,对不同工况下的地震响应进行了对比和分析,得出综合管廊节点在动力荷载作用下的响应规律和对其抗震性能影响的因素,为管廊工程抗震设计提供参考。研究发现:管廊节点在双向耦合作用下的地震响应与单向激励下的地震响应规律基本一致,同时可以看出水平地震在管廊节点的地震响应中占据主导地位,但从城市地下综合管廊的用途、使用寿命和在生产生活中的作用来考虑,应当综合考虑上述三种输入方式下的最不利组合来设计综合管廊;此外,管廊侧壁、隔板与底板、中板的交接处为管廊节点的薄弱部位,在地震荷载作用下首先达到破坏,在设计时应当着重考虑;最后,对影响城市地下综合管廊的因素从侧向变形、加速度和等效峰值应力三方面进行了分析得出:结构周围土体弹性模量、地震波峰值加速度、地震波频谱特性、是否考虑土-结构接触面接触效应、土-结构接触面摩擦系数对管廊节点的地震响应有较大的影响,主体结构的混凝土强度对管廊节点的地震响应影响较小。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU990.3;TU311.3
【部分图文】：

义连续分布的并联弹簧－阻尼器系统，用阻尼器来模拟无限地基对能量的吸收作用，并??且弹簧能够较好的克服粘弹性边界在低频下发生漂移的现象，也能够有效的控制高频失??稳，且能和有限元软件很好的结合，因而得到广泛使用。图２－２给出二维粘弹性边界示??意图，边界参数按照工程地质报告结合式（２－１３）、（２－１３）计算。??１４??

ｔ分别为结构第ｉ阶和第ｊ阶阵型的自振频率和阻尼比。下图给出阻尼比随自振频率的??变化曲线。??由图２－３可知，与质量因子相关的部分当频率趋于零时，阻尼比趋于无穷，当频率??逐渐增大时，阻尼比迅速减小。与刚度因子相关的部分阻尼随频率的增大而几乎呈线性??增加。故要确定瑞利阻尼中的常数（Ｘ、Ｐ时，首先要确定两个振型的阻尼比，所以应该使??得所选的频率点？，、％尽量包含所考察结构分析中的主要频段。在选取？，、％时还应??兼顾外荷载的频谱特性和结构的动力特性来进行综合考虑。??Ａ??＼??＼?Ｒａｙｌｃｉｈ?阻尼??Ｖ?＇?Ｖ－??＾?＼?＼?＾?＾?刚度因子????＿??①丨?ＣＯｊ??图２－３?ｍ尼比与自振频率的关系曲线??Ｆｉｇ．２－３Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｄａｍｐｉｎｇ?ｒａｔｉｏ?ａｎｄ?ｓｅｌｆ?ｖ?ｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??对于实际工程一般选取前两阶自振频率来计算，取ｉ＝ｌ，ｊ＝２，相应的阻尼在０．０２￣０．２０??之间变化。本文中对第一阶与第二阶振型阻尼比取为０．０５，使用比例阻尼进行输入。??２．１．５动力方程及求解方法??ＡＮＳＹＳ目前实现支座激励有四种方式［６７］，即加速法、位移法、大质量法和大刚度??法，各种输入方式如图２－３所示。根据选择激励实现方式的不同，动力方程的形式也不??同

ｔ分别为结构第ｉ阶和第ｊ阶阵型的自振频率和阻尼比。下图给出阻尼比随自振频率的??变化曲线。??由图２－３可知，与质量因子相关的部分当频率趋于零时，阻尼比趋于无穷，当频率??逐渐增大时，阻尼比迅速减小。与刚度因子相关的部分阻尼随频率的增大而几乎呈线性??增加。故要确定瑞利阻尼中的常数（Ｘ、Ｐ时，首先要确定两个振型的阻尼比，所以应该使??得所选的频率点？，、％尽量包含所考察结构分析中的主要频段。在选取？，、％时还应??兼顾外荷载的频谱特性和结构的动力特性来进行综合考虑。??Ａ??＼??＼?Ｒａｙｌｃｉｈ?阻尼??Ｖ?＇?Ｖ－??＾?＼?＼?＾?＾?刚度因子????＿??①丨?ＣＯｊ??图２－３?ｍ尼比与自振频率的关系曲线??Ｆｉｇ．２－３Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｄａｍｐｉｎｇ?ｒａｔｉｏ?ａｎｄ?ｓｅｌｆ?ｖ?ｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??对于实际工程一般选取前两阶自振频率来计算，取ｉ＝ｌ，ｊ＝２，相应的阻尼在０．０２￣０．２０??之间变化。本文中对第一阶与第二阶振型阻尼比取为０．０５，使用比例阻尼进行输入。??２．１．５动力方程及求解方法??ＡＮＳＹＳ目前实现支座激励有四种方式［６７］，即加速法、位移法、大质量法和大刚度??法，各种输入方式如图２－３所示。根据选择激励实现方式的不同，动力方程的形式也不??同
【参考文献】

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本文编号：2870425