地下综合管廊抗震结构的设计研究
地下综合管廊抗震结构的设计研究
摘要：文章以某地下综合管廊主体结构为例，参考地下结构相关设计规范，基于反应位移
法运用软件对地下综合管廊结构进行了抗震分析，为类似工程设计提供参考。
关键词 ：地下综合管廊； 反应位移法； 抗震设计；
0 前言
对于城市而言，地下综合管廊是其十分重要的一项基础设施工程，同时，也是城市当中特别重
要的一条集约化的核心生命线，设计时应对其在地震状态下的安全性加以充分考虑。地下综合
管廊完全是典型的地下工程，当前的震害调查、理论分析再加上相关的试验研究均明确显示，
在发生地震的情况下，整个地下结构的加速度、位移等运动参数基本与周围土体保持一致。地
下结构中使用的反应位移法，是我国规范标准中极力推荐的一种抗震设计方法。
1 基本原理与设计方法
1.1 反应位移法
对地下综合管廊结构按反应位移法设计其横向抗震性时，可以附近土体为支撑弹簧，以梁单元
来建结构模型。
结构抗震计算
（1）土层位移
以反应位移法计算地下结构抗震性时，可由一维土层抗震性分析得到其结构惯性力、相对位
移，以及结构周围剪力作用。若场地做了地震安全性评价，可直接用其位移-深度关系；若未
做评价，其土层在地震时的纵深位移为
这里 z是深度；
U（z）是 z处水平位移；
umax 是地表位移最大值；
H是作用基准面至地面高度。
其轴向土层位移为
（2）土体与结构之间的弹簧刚度
模型中以地基弹簧表示土体其刚度为：
式中 k是弹簧刚度；
K是反力系数；
L是弹簧间距；
D是纵向长度。
（3）结构承受的地震力
计算中，需将地震作用下地下结构周围土层最大位移计入结构两侧及上部弹簧与结构远离一
端。因有限元软件中要向弹簧与结构远离一端加位移较难，可按（4）、（5）式，将强制位移
转换为等效荷载，计入结构的侧壁与顶板上。
p（z）式中表示结构侧壁承受的等效荷载；
p（zv）是结构顶板承受的等效荷载；
是地下 z处、底板 zB、顶板 zU 位置的土层位移。
1.2 反应加速度法
以反应加速度法计算时，按动加速度判断地震作用，并计算地下结构抗震性。按相关抗震设计
规范的要求，土体以平面应变单元建模、结构以梁单元做建模。底面以基准面固定边界建模，
侧面以水平滑移边界建模。顶面则设置为地表面，侧面边界距结构保持 2~3 倍的结构宽度。土
层和地下结构的水平加速度 ai,应取结构顶底土层 i位移最大时的单元加速度。
1.3 时程分析
模型侧面边界与地下结构相距至少 3倍结构宽度，边界条件必须合理；底面边界与基准面均与
结构保持 3倍结构高度的距离。
选土层时，以地表为顶，以基准面为底。计算结构横向抗震性时，可以土-结构动力模型，看
做平面应变问题分析；若计入结构空间动力，需以三维模型展开分析。以波动、振动法实现地
震输入。
1.4 荷载类别
按永久、可变、偶然三种荷载，结合不同结构类型做分类，计算最不利的组合可能。在推断荷
载大小时，应计入施工和使用中的变化。
（1）基本组合
这里 S是组合值，包括剪力、弯矩跟轴向力；SGK 是永久荷载效应值；
SQK 是可变荷载效应值。
Rd 是结构抗力；
式中系数 γ0=1.1;γG=1.3;γQ=1.5;
（2）偶然组合
这里 S是结构内力组合值；
SGK 是重力荷载效应，其中可变组合系数为 0.5;
SEK 是地震效应标准值；
R是结构承载力值；
式中系数 γ0=1.0;γG 当效应不利时取 1.3,有利时取 1.0;γE=1.3;
γRE 是修正系数
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地下综合管廊抗震结构的设计研究 摘要：文章以某地下综合管廊主体结构为例，参考地下结构相关设计规范，基于反应位移法运用软件对地下综合管廊结构进行了抗震分析，为类似工程设计提供参考。 关键词：地下综合管廊；反应位移法；抗震设计； 0前言对于城市而言，地下综合管廊是其十分重要的一项基础设施工程，同时，也是城市当中特别重要的一条集约化的核心生命线，设计时应对其在地震状态下的安全性加以充分考虑。地下综合管廊完全是典型的地下工程，当前的震害调查、理论分析再加上相关的试验研究均明确显示，在发生地震的情况下，整个地下结构的加速度、位移等运动参数基本与周围土体保持一致。地下结构中使用的反应位移法，是我国规...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
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时间：2023-05-18
