地震荷载作用下地下钢筋混凝土结构损伤破坏模拟研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第42卷2011年第1l期地震荷载作用下地下钢筋混凝土结构损伤破坏模拟研究李羿，商峰，黄绵松(1．天津大学建筑工程学院，天津300072；2．清华大学水利水电工程系，北京100084)摘要：综合运用钢筋混凝土和土体两种材料非线性本构模型，对某工程实例进行地震破坏的模拟研究。分析结果表明，结构内部在强震作用下产生了混凝土开裂、钢筋屈服等损伤和破坏，通过与采用弹性结构模型的计算结果进行对比，发现采用弹性结构模型虽然可以得到与非线性模型相近的结构位移，但是会显著低估结构内发生的变形，并且无法准确指示结构内部发生损伤的部位。因此

2、，采用非线性结构模型分析地下结构的抗震安全性是非常必要的。关键词：地下结构；结构土动力相互作用；非线性模型；损伤破坏中图分类号：TU331．3文献标识码：A文章编号：1000—0860(2011)11—0051·06SimulationstudyondamageandfailureofundergroundreinforcedconcretestructuresunderseismicloadLISheng，SHANGFeng，HUANGMiansong(1．SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin30007

3、2，China；2．DepartmentofHydraulicEngineering，TsinghuaUniversity，Bering100084，China)Abstract：Asimulationstudyonthedamageandfailureismadeforanactualengineeringcasebasedonthecomprehensiveappli—cationofthenonlinearconstructivemodelsforboththematerialsofthereinforcedconcreteandthesurroundingso

4、ilmaterials．Theanalysisresultshowsthatthedamagesandfailuressuchastheconcretecrackingandtheyieldingofthereinforcementwilloccurinsideofthestructuresconcernedunderstrongseismiceffect．Throughthecomparisonwiththeresultfromthecalculationmadewiththeelasticstructuremodel，itisfoundthatthoughthes

5、tructuraldisplacementclosetothatgotfromthenonlinearmod—elcanbeobtainedfromtheelasticstructuremodel，thedeformationoccurredinsideofthestructureswillbesignificantlyunderes—timated，andthenthedamagedlocationsinsideofthestructurescannotbeindicatedcorrectly．Therefore，itismuchnecessarytoadoptth

6、enonlinearstructuremodelforanalyzingtheseismicsafetyoftherelevantundergroundstructures．Keywords：undergroundstructure；soil—structuredynamicinteraction；nonlinearmodel；seismicdamageandfailure近年来，地下空间结构在交通运输、油气输送等地下空间的钢筋混凝土结构抗震性能问题研究具有重方面应用13益广泛，特别是城市地铁发展很快，成为要的现实意义，并得到了越来越多工程设计人员和研现代城市快速公共

7、交通运输系统的核心组成部分，是究者的重视。解决城市交通拥挤、汽车尾气污染等问题的重要途最近十年来，土体地下空间，特别是地铁等地径。我国地下空间应用也得到迅猛发展，特别是各地下建筑物的钢筋混凝土结构的抗震性能模拟研究取地铁建设方兴未艾。总体上，地下结构受地震影响要得了很多进展。Huo等对神户地震中倒塌的大开小于地面结构，但位于高烈度地区、埋深较浅、置于地铁车站的破坏机理进行了数值模拟，曹炳政等土体中的地下空间结构，也会受到地震的严重破坏，如1995年阪神地震中，神户市地铁车站及区间隧道收稿日期：2011—0817受到严重破坏，并造成大量人员伤亡。因此，