• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究

杜修力 王子理 刘洪涛

杜修力, 王子理, 刘洪涛. 基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究[J]. 震灾防御技术, 2018, 13(3): 493-501. doi: 10.11899/zzfy20180301
引用本文: 杜修力, 王子理, 刘洪涛. 基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究[J]. 震灾防御技术, 2018, 13(3): 493-501. doi: 10.11899/zzfy20180301
Du Xiuli, Wang Zili, Liu Hongtao. Study of a Seismic New System of Underground Frame Structure Based on Toughness Design[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2018, 13(3): 493-501. doi: 10.11899/zzfy20180301
Citation: Du Xiuli, Wang Zili, Liu Hongtao. Study of a Seismic New System of Underground Frame Structure Based on Toughness Design[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2018, 13(3): 493-501. doi: 10.11899/zzfy20180301

基于韧性设计的一种地下框架结构抗震新体系研究

doi: 10.11899/zzfy20180301
基金项目: 

国家自然科技基金项目 51421005

详细信息
    作者简介:

    杜修力, 男, 生于1962年。教授。主要从事地震工程与防灾工程领域研究。E-mail:duxiuli@bjut.edu.cn

Study of a Seismic New System of Underground Frame Structure Based on Toughness Design

  • 摘要: 具有功能可快速恢复的抗震结构体系是结构抗震韧性设计的目标,结合浅埋地下框架结构地震破坏和失效模式的震害事例调查与分析以及抗震韧性结构设计的思想,本文提出一种可控制失效模式并具备自复位能力的浅埋地下框架结构抗震新体系。采用数值分析方法研究了传统地下框架结构体系与本文提出的新体系间的抗震能力差异以及新体系的自复位效果。结果表明:与传统的地下框架结构体系相比,新型地下框架结构体系的抗震能力显著提升,并具备良好的自复位能力,实现了结构抗震韧性设计的目标;新体系的自复位效果随轴压比的增加逐渐变差。结合算例,给出了浅埋地下框架结构自复位最大变形能力与轴压比的经验关系。
  • 图  1  固接柱和截断柱构造示意图

    Figure  1.  Details of column structure

    图  2  有限元模型示意图

    Figure  2.  FEM calculation model

    图  3  试件尺寸与配筋图

    Figure  3.  Detailed size set-up and reinforcement of specimens

    图  4  有限元模型边界条件示意图

    Figure  4.  Diagram of boundary condition of FEM model

    图  5  试件变形曲线

    Figure  5.  Deformation curve of specimens

    图  6  试件混凝土等效塑性应变对比

    Figure  6.  Variation of equivalent plastic strain of different specimens

    图  7  不同轴压比作用下试件变形能力曲线

    Figure  7.  Deformation capability curves of specimens under different axial compression ratio

    图  8  不同试件峰值承载力和极限变形能力对比

    Figure  8.  Comparison of peak bearing capacity and limit deformation

    图  9  各试件滞回曲线

    Figure  9.  Hysteretic curves of specimens

    图  10  试件残余变形对比

    Figure  10.  Comparison of residual deformation

    图  11  水平变形-残余变形曲线

    Figure  11.  Plot of horizontal deformation- residual deformation

    图  12  轴压比-自复位最大变形分界线

    Figure  12.  Maximum deformation capability line of axial compression ratio and self-centering

    表  1  模型变化参数

    Table  1.   Parameters of various models

    试件编号 支撑柱结构形式 设计轴压比
    CC1-1 固接柱 0.5
    CC1-2 固接柱 0.7
    CC1-3 固接柱 0.9
    CC1-4 固接柱 1.1
    CC1-5 固接柱 1.3
    CC1-6 固接柱 1.5
    SC2-1 截断柱 0.5
    SC2-2 截断柱 0.7
    SC2-3 截断柱 0.9
    SC2-4 截断柱 1.1
    SC2-5 截断柱 1.3
    SC2-5 截断柱 1.5
    下载: 导出CSV
  • 陈国兴, 陈苏, 杜修力等, 2016.城市地下结构抗震研究进展.防灾减灾工程学报, 36(1):1-23. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzgcjsysj2018063865
    党像梁, 吕西林, 周颖, 2013.底部开水平缝摇摆剪力墙抗震性能分析.地震工程与工程振动, 33(5):182-189. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dzgcygczd201305023
    党像梁, 吕西林, 钱江等, 2014.自复位预应力剪力墙抗震性能实体和平面单元有限元分析.建筑结构学报, 35(5):17-24. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzjgxb201405003
    党像梁, 吕西林, 钱江等, 2017.底部开水平缝预应力自复位剪力墙有限元模拟.工程力学, 34(6):51-63. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QKC20172017071200015982
    杜修力, 王刚, 路德春, 2016.日本阪神地震中大开地铁车站地震破坏机理分析.防灾减灾工程学报, 36(2):165-171. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TMGC201701007.htm
    杜修力, 马超, 路德春等, 2017.大开地铁车站地震破坏模拟与机理分析.土木工程学报, 50(1):53-62, 69. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QKC20172017021700113563
    杜修力, 李洋, 许成顺等, 2018.1995年日本阪神地震大开地铁车站震害原因及成灾机理分析研究进展.岩土工程学报, 40(2):223-236. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ytgcxb201802002
    刘晶波, 李彬, 2006.地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题.土木工程学报, 39(6):106-110. doi: 10.3321/j.issn:1000-131X.2006.06.019
    刘晶波, 刘祥庆, 杜修力, 2007.地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望.地震工程与工程振动, 27(6):38-45. doi: 10.3969/j.issn.1000-1301.2007.06.006
    马超, 2017.地铁车站结构地震塌毁过程模拟及破坏机理分析.北京:北京工业大学, 135-142.
    孙超, 薄景山, 齐文浩等, 2009.地下结构抗震研究现状及展望.世界地震工程, 25(2):94-99. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/sjdzgc200902016
    Iida H., Hiroto T., Yoshida N., et al., 1996. Damage to Daikai subway station. In:Special Issue on Soils and Foundations. Tokyo:Japanese Geotechnical Society, 283-300. https://www.jstage.jst.go.jp/article/sandf1995/36/Special/36_283/_article/-char/ja/
    Kurama Y. C., 2000. Seismic design of unbonded post-tensioned precast concrete walls with supplemental viscous damping. ACI Structural Journal, 97 (4):648-658. https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal/m/details/id/7431
    Lu D. C., Ma C., Du X. L., et al., 2017. Development of a new nonlinear unified strength theory for geomaterials based on the characteristic stress concept. International Journal of Geomechanics, 17 (2), doi:10.1061/(ASCE) GM.1943-5622.0000729.
    Nakamura S., 2000. Evaluation of damage mechanism of subway station based on the difference damage between two damaged subway stations due to the earthquake. Proceedings of JSCE, 654:335-354. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958946597000140#!
  • 加载中
图(12) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  77
  • HTML全文浏览量:  4
  • PDF下载量:  20
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-21
  • 刊出日期:  2018-09-01

目录

    /

    返回文章
    返回