考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的采動(dòng)區(qū)建筑物抗震抗變形雙重保護(hù)裝置減震分析.pdf

1、近年來(lái),采動(dòng)區(qū)建筑物的安全問題益發(fā)突出,已經(jīng)成為制約我國(guó)廣大礦區(qū)建設(shè)發(fā)展的瓶頸問題。我國(guó)有80％以上的礦區(qū)位于抗震設(shè)防區(qū)域,對(duì)于采動(dòng)區(qū)建(構(gòu))筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),針對(duì)開采沉陷變形所引起的地基變形必須進(jìn)行建筑物的抗采動(dòng)變形保護(hù)設(shè)計(jì)的同時(shí),還應(yīng)考慮建筑物的抗震保護(hù)設(shè)計(jì)。目前國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)采動(dòng)區(qū)建筑物抗震性能、抵抗開采沉陷變形特性分析研究上,更多局限于將二者分開進(jìn)行分析研究,再加之采動(dòng)區(qū)建筑物保護(hù)問題涉及多個(gè)學(xué)科,往往不能真正系統(tǒng)深入的分析

2、解決該問題,并且將抗震性能分析、抗變形特性分析結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究較少,本論文將二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合研究分析,設(shè)計(jì)了基于建筑隔震技術(shù)的采動(dòng)區(qū)半主動(dòng)雙重保護(hù)裝置,并通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算分析了該裝置的雙重保護(hù)效果。首先,本文針對(duì)建筑物下采煤所采取的保護(hù)措施進(jìn)行闡述,重點(diǎn)闡述了采動(dòng)區(qū)建筑物保護(hù)問題,分析了地下煤炭開采的過(guò)程中所引起的開采沉陷變形對(duì)建筑物可能造成的危害和破壞,利用有限元數(shù)值分析了開采沉陷過(guò)程中采動(dòng)區(qū)建筑物的內(nèi)力變化情況,針對(duì)現(xiàn)行規(guī)范的

3、不妥之處,提出了對(duì)采動(dòng)區(qū)建筑物進(jìn)行保護(hù)時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮采動(dòng)區(qū)地基土—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)的相互作用,將三者視為一個(gè)整體,并考慮他們之間的協(xié)同工作關(guān)系,立足于采動(dòng)區(qū)地基土與建筑物基礎(chǔ)之間的相互作用,通過(guò)采取比較合理的保護(hù)措施來(lái)消除開采沉陷變形所引起的損害,提高建筑物抵抗開采沉陷變形的能力,消除開采沉陷變形對(duì)建筑物的危害。其次,在前面研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)提出了基于建筑隔震技術(shù)的采動(dòng)區(qū)半主動(dòng)雙重保護(hù)裝置,首先設(shè)計(jì)上述的采動(dòng)區(qū)建筑物半主動(dòng)雙重保護(hù)裝置以及

4、其工作原理,然后根據(jù)半主動(dòng)雙重保護(hù)裝置各個(gè)組成部分的構(gòu)造、物理力學(xué)性能的特點(diǎn)和參數(shù)的計(jì)算模型及方法分別進(jìn)行研究和探討,最后根據(jù)該裝置的各組成部分的性能,確定半主動(dòng)雙重保護(hù)裝的設(shè)計(jì)方法和力學(xué)性能參數(shù)。并通過(guò)計(jì)算機(jī)分析循環(huán)荷載的位移幅值、頻率對(duì)采動(dòng)區(qū)半主動(dòng)雙重保護(hù)裝置的滯回耗能性能的影響。再次,針對(duì)本文設(shè)計(jì)的采動(dòng)區(qū)雙重保護(hù)裝置,分析闡述了在采動(dòng)區(qū)開采沉陷變形和罕遇地震作用下,建筑物的不同程度的損害破壞,在前期數(shù)值分析的基礎(chǔ)上,分別計(jì)算出開采

5、沉陷變形和罕遇地震單獨(dú)作用下采動(dòng)區(qū)的地表移動(dòng)變形時(shí)程曲線,確定了后續(xù)的分析方法:由于地表的不均勻沉降是一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的發(fā)展過(guò)程,相對(duì)于瞬間產(chǎn)生的地震作用,在地震發(fā)生的過(guò)程中,可以視為開采沉陷變形在此時(shí)是可以忽略的,由此在分析采動(dòng)區(qū)建筑物雙重保護(hù)裝置的減震性能時(shí),可以忽略地表的不均勻沉降對(duì)建筑物的危害。最后,在前幾章理論分析和數(shù)值模擬的研究分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了地震作用下不同保護(hù)方式的建筑物的動(dòng)力響應(yīng)分析,重點(diǎn)考察了考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用下采動(dòng)