深基坑對(duì)現(xiàn)有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)地地震易損性

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案深基坑對(duì)現(xiàn)有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震易損性摘要本文將現(xiàn)有建筑的地震易損性對(duì)深基坑開(kāi)挖的影響進(jìn)行了研究。眾所周知，由于深基坑開(kāi)挖所引起的應(yīng)力和應(yīng)變導(dǎo)致周?chē)耐寥李I(lǐng)域發(fā)生了重大變化，引起的位移場(chǎng)可以修改現(xiàn)有建筑物的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。利用有限元模型來(lái)進(jìn)行模擬一個(gè)真實(shí)的案例，其中考慮到幾何，非線性土性質(zhì)，活載和恒載，邊界條件和土壤–結(jié)構(gòu)的相互作用，從而估計(jì)土體位移、鋼筋混凝土框架體系對(duì)深基坑工程抗震性能的影響。考慮到一個(gè)重要的地震因素加速度，利用對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在前、后開(kāi)挖的配置中進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較，然后，通過(guò)不同的震害指數(shù)

2、和層間位移角來(lái)估計(jì)地震易損性。關(guān)鍵詞：地震易損性；深基坑；地面位移；震害指數(shù)；土結(jié)構(gòu)相互作用1.引言越來(lái)越多的城市活動(dòng)導(dǎo)致在越來(lái)越多的時(shí)候，需要利用地下空間來(lái)進(jìn)行有關(guān)附近建筑物的深基坑設(shè)計(jì)。其主要用于安裝城市服務(wù)、交通基礎(chǔ)設(shè)施、停車(chē)區(qū)或其他工程作業(yè)。開(kāi)挖必然誘導(dǎo)他們周?chē)耐寥篮蛻?yīng)力應(yīng)變場(chǎng)發(fā)生顯著變化，因此對(duì)相鄰的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生永久性位移，并有可能造成嚴(yán)重的破壞情形。估算開(kāi)挖引起的水平位移和豎向位移可分兩組方法：（1）經(jīng)驗(yàn)（或半經(jīng)驗(yàn)）的方法，（2）數(shù)值方法。僅使用數(shù)值方法來(lái)模擬作為可變形的連續(xù)體-土壤（例如有限元模型），挖掘系統(tǒng)的項(xiàng)目特定特征可

3、以通過(guò)考慮復(fù)雜的土-結(jié)構(gòu)相互作用。它強(qiáng)調(diào)的是利用深基坑大的特點(diǎn)是統(tǒng)計(jì)其不確定性的影響，因而通過(guò)概率或半概率分析提出基于可靠性的設(shè)計(jì)方法來(lái)估計(jì)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)響應(yīng)。通過(guò)簡(jiǎn)單的利用深基坑開(kāi)挖的影響來(lái)增加結(jié)構(gòu)抗震建筑物的易損性。由于兩種土的應(yīng)力-應(yīng)變變化不同，通過(guò)修改地震波傳播方向，來(lái)引起地基的位移。在這個(gè)問(wèn)題上，通過(guò)考慮本文提供了一個(gè)真實(shí)的案例研究：對(duì)于一個(gè)地鐵站的那不勒斯（意大利）中心的實(shí)現(xiàn)。工作的主要目標(biāo)包括評(píng)估深基坑開(kāi)挖對(duì)相鄰鋼筋混凝土建筑的地震響應(yīng)的影響。通過(guò)使用土工商業(yè)代碼PLAXIS（由開(kāi)發(fā)的PlaxisBV）對(duì)場(chǎng)地條件進(jìn)行了建模，并考慮到幾何

4、，非線性土行為，活載和恒載，邊界條件和土結(jié)構(gòu)相互作用考慮到一個(gè)重要的地震因素加速度，利用對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在前、后開(kāi)挖的配置中進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較，然后不同的震害指數(shù)和層間位移角的使用代碼[SAP2000]來(lái)修改地震易損性。2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害指數(shù)參考現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震易損性指標(biāo)。損傷指標(biāo)一般分為局部或全局，累積或非累積。至于當(dāng)?shù)氐闹笖?shù)，最簡(jiǎn)單的非累積損傷指標(biāo)是指在彎曲，旋轉(zhuǎn)或位移方面的延性需求。建議使用高能的方法來(lái)描述其他非線性響應(yīng)的累積行為。考慮到損傷變量的運(yùn)動(dòng)延展性及其相應(yīng)的限制值（最終單調(diào)延展性），從而將延性破壞指

5、數(shù)定義為：（1）同樣，考慮一個(gè)損傷變量的滯后延展性，其中EH是滯后能量，F(xiàn)y和XY分別是彈性阻力和位移，以下能量傷害指數(shù)是由Mahin和Bertero定義的：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案（2）對(duì)于延性整體價(jià)值（方程（1））和能量（方程（2））指標(biāo)，通常是與正常極限狀態(tài)相關(guān)的損傷變量，Park與Ang指數(shù)[26]被定義為：（3）兩個(gè)指數(shù)在方程（3）中分別表示相關(guān)的位移/旋轉(zhuǎn)需求能量（延展性指數(shù)）和滯回耗散能量（能量指數(shù)），系數(shù)β，它被定義為模型降解參數(shù)組合值，β取值范圍在-0.3和1.2之間，平均值β=0.15根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試[28]而變化。在表1.Park和

6、Ang索引值和和損傷狀態(tài)相關(guān)性中。表1.Park與Ang破壞索引值和損傷狀態(tài)相關(guān)性損傷程度傷害描述DP.A.崩潰局部或整體倒塌≥1.0嚴(yán)重塑性鉸節(jié)點(diǎn)區(qū)0.6÷1.0溫和鋼筋混凝土保護(hù)層驅(qū)逐,不穩(wěn)定0.3÷0.6光寬裂縫模式0.0÷0.3與全球的損傷指標(biāo)不同，一般來(lái)說(shuō)，它們是局部的損傷指數(shù)Di在結(jié)構(gòu)各元素中的加權(quán)平均：（4）取，其中參數(shù)λi的損傷指數(shù)對(duì)應(yīng)于元件“i”的重量。在這項(xiàng)工作中，在Park與Ang指數(shù)方面，延性需求；相應(yīng)的全球指數(shù)是評(píng)價(jià)估計(jì)其局部塑性鉸和整體塑性鉸。3.問(wèn)題的提出和方法對(duì)于深基坑開(kāi)挖所引起的建筑物地震易損性的影響評(píng)估需要以下

7、三個(gè)模型的部署：（1）巖土模型，要考慮到土壤層定義，其本構(gòu)特性和巖土參數(shù)；（2）挖掘系統(tǒng)模型，這取決于開(kāi)挖的幾何特征和施工程序（即施工階段和技術(shù)）；（3）鋼筋混凝土體系的結(jié)構(gòu)模型是受開(kāi)挖所引起的位移場(chǎng)的影響，這取決于開(kāi)挖的幾何特征以及影響靜態(tài)和動(dòng)態(tài)行為框架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。定義一個(gè)可靠的模型，利用現(xiàn)有建筑物基礎(chǔ)前、后開(kāi)挖的配置和深基坑開(kāi)挖的影響來(lái)評(píng)估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的地震易損性。在計(jì)算階段，采用比較分析，可以總結(jié)如下：（1）通過(guò)非線性靜力分析來(lái)考慮土壤–結(jié)構(gòu)相互作用，從而確認(rèn)建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖和開(kāi)挖后的預(yù)配置；（2）以土壤-結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性來(lái)定義他們的基本振

8、動(dòng)模式和瑞利阻尼系數(shù)；精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案（3）在前、后開(kāi)挖配置過(guò)程中所引起的土壤–結(jié)構(gòu)相互作用，是利用非線性動(dòng)力學(xué)分析將一個(gè)重要參數(shù)加