城市综合管廊复杂交叉口结构的地震响应分析

发布时间：2020-08-09 13:44

【摘要】：城市地下综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”,近年来我国大力发展管廊建设,同时由于我国大多数城市位于地震高发地带,因此对综合管廊进行抗震设计和地震响应分析具有重要的意义。目前国内外学者对管廊的地震响应分析主要集中在沿管廊长度方向和管廊局部简单结构(如单舱交叉口、通风口)的地震响应,而对管廊中复杂三舱-四舱交叉口结构的研究较少。城市综合管廊交叉口结构承担着管廊连接的枢纽作用,对整个结构的安全起到至关重要的作用,而且交叉口结构是管廊整个体系中最为复杂的部分之一,分析其地震响应,改善结构的抗震设计,具有重要的工程实际意义。本文借用ABAQUS有限元软件,采用动力时程分析法,以某城市地下综合管廊工程中复杂的三舱-四舱交叉口结构为研究对象,选择软硬两种不同的地质条件,建立了该管廊交叉节点的三维空间数值模型,采用粘性边界,考虑结构和土的相互作用,输入El-Centro地震波,研究该结构在地震作用下整体和局部的相对位移、最大位移、各参考点加速度、结构应力等综合管廊的抗震性能参考指标。通过正交数值模拟试验,分析讨论土体弹性模量和粘聚力对城市综合管廊复杂交叉口结构抗震性能的影响。归纳复杂交叉口结构的地震响应规律。研究结果表明:(1)三舱-四舱交叉口结构在受到地震作用时,相对位移随着结构深度的增加而增加,结构底板和构件连接处是受到地震影响最大的部位,外围墙体直接受到土体作用,应力应变较其他部位明显。(2)在将土质条件设置为软质土后,结构各部分的应力、最大位移和相对位移都有所增加,底板应力集中现象较为显著,顶板部分区域出现了较大应力,结构更容易受到地震作用的破坏,但变形趋势相似,应力较大的位置也出现在相同的位置,说明地质条件的改变会影响结构的地震响应,但结构的动力响应规律相似。(3)三舱-四舱交叉口结构在地震作用下的应力值和应变值随着土体的弹性模量增加而减小,随着粘聚力的增加而减小。本文研究结果可为城市综合管廊交叉口抗震设计提供参考。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU990.3;TU311.3
【图文】：

图 1.1 城市综合管廊交叉口透视图Fig 1.1 Perspective view of intersection of urban comprehensive pipe gallery图 1.2 三舱管廊标准段断面图（mm）Fig 1.2 Section Map of Standard Section of Pipe Gallery in Hatch No.3(mm)

图 1.1 城市综合管廊交叉口透视图Fig 1.1 Perspective view of intersection of urban comprehensive pipe gallery

图 1.3 四舱管廊标准段断面图（mm）Fig 1.3 Section Map of Standard Section of Pipe Gallery in Hatch No.4(mm)城市综合管廊三舱-四舱交叉口的结构复杂主要体现在以下几点：（1）交叉口内部结构复杂，有外围墙体、内部墙体、顶板、中板和底板，有多处镂空，且需设置沉降缝，伸缩缝等；（2）交叉口需连接两段管廊段，本身体积较大，埋深较深，所以设计复杂，施工时需深挖基坑，如图 1.4 所示为某城市综合管廊三舱-四舱交叉口施工现场；（3）交叉口第二层突出整个管廊结构，本身所处的地质环境较为复杂，在地震作用下结构的受力特点与交叉口第一层有较大不同；（4）在地震作用下，受到周围土体的约束，两个方向的管廊可能会产生不同的运动趋势，导致在连接的交叉口处产生较大剪切力导致结构破坏；（5）交叉口结构跨度较大，自重荷载通过底面与土层接触传递，易受不均

【参考文献】

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本文编号：2787193