g-简骏骅(改2)--基于人性化的地下空间安全设计研究-修改版0503.docVIP

基于抗震的地下空间安全设计研究 摘要：近年来，随着城市规模的不断扩大，城市的发展空间已经逐步从地面延伸到了地下，人们在生活中经常会使用到这些地下空间。所以，在对其进行安全设计的过程中一定要基于人性化的角度进行研究。本文作者针对现阶段地下空间的现状以及设计中存在的安全问题，提出了能够影响人的安全性的相关因素，从建筑结构抗震角度分析了地下空间的安全设计并提出了相应的改善策略，希望能够有效提高地下空间的安全设计质量，从而改善人们对地下空间的消极态度。 关键词：地下空间；安全设计；人性化；结构抗震；策略 0 引言 随着城市规模迅速发展，地面上有限的土地已经无法满足城市人口规模的不断扩大。为了有效解决这一问题，人们逐渐将目光投向了地下。近年来，建筑行业的发展趋势主要集中在高空领域以及地下空间，所以越来越多的高层建筑拔地而起，越来越多的地下空间得到开发与利用。可是，这些新工程在解决土地资源匮乏，给人们的生活带来便利的同时，也存在着一定的安全隐患。人们对地下空间的探索源于1863年，当时英国伦敦成功建成了第一条地下铁并顺利通车，从此世界各地都纷纷将目光投向了地下空间的利用。可是，由于我国的发展较晚，对地下空间的利用还处于不断的探索阶段，与国外的发达国家相比仍存在一定距离，尤其是在关系到空间安全的建筑结构抗震性方面[1]。所以，在今后的发展过程中，一定要加强建筑结构抗震方面的设计，从而提高地下空间的安全性，给人民群众的生命安全提供有效保证。 1 地下结构抗震研究发展概况 地震对地面结构造成破坏的后果是及其严重的,地面结构的抗震研究也早就引起社会的普遍重视,研究成果也相对较多,各国也都制订了各种地面结构的抗震设计规范,但对地下结构的抗震研究则相对较少，究其原因,主要体现在两个方面:第一,以往地下结构修建相对较少,规模较小,没有引起社会足够的重视;第二,人们认为地下结构受土体约束,抗震稳定性比地上结构好很多,地震时不易遭受破坏,致使地下结构抗震研究严重滞后于地上建筑结构的抗震研究。研究地下结构抗震性能的主要途径有：原型观测、模型实验以及理论分析。 2 地下结构的破坏因素 对地下结构来说,对地震反应起主要作用的因素是地基土的动力响应特性,对于结构本身形状的改变,一般来说对反应的影响相对较小,只会引起量的变化，地下结构与地面结构的显著不同之处是地下结构全部埋置在土体中,周围地基土体对其存在不可忽略的约束作用,在地震作用下,地下结构的动力响应会明显不同于地上自由结构;另一方面,地下结构对周围土体会产生反作用,由于地下结构的反作用,地基土体的动力响应也将发生改变,这种现象称为土与结构相互作用，因此,地震作用下地下结构的运动是土和地下结构相互作用共同影响的结果（地基土体)地下结构相互作用对地下结构动力响应的研究,是地下结构抗震设计和地震反应分析的重要内容[2]。 影响地下结构抗震性能的因素很多,地下结构的埋深、结构自身刚度以及地基土的性能均对地震作用下地下结构的层间剪力和相对位移等存在较大的影响。通过对结构埋深、土体材料参数(刚度)和结构楼板厚度(结构刚度)三个方面进行探讨。 3抗震性能影响因素 3.1地基土体材料参数 地基土的土体性质对地下结构的抗震有着重要的影响, 地基土体材料刚度逐渐减小时,结构在相同地震作用下其动力响应会随之增强,结构的层间剪力和最大位移均有明显增加，因此在进行大型地下结构抗震设计时,应全面评估地下结构周围的地基土体性能，当场地土体通过适当的地基预处理措施进行加固后,会相应提升地基土体的承载能力,增强土弹簧的刚度,改善地下结构的抗震性能[3]。 3.2结构埋深 地下结构的埋深对其抗震性能具有重要影响,当地下结构埋深逐渐增加时,结构在相同地震作用下其动力响应会随之增强,结构内力层间剪力和最大位移均有明显增加，引起这种变化的可能原因是在随着结构上层覆土厚度的增加,结构顶板上的荷载快速增加,而地基土随深度增加引起的侧向约束作用的增强不明显 3.3楼板厚度 当地下结构楼板厚度逐渐增加时,结构在相同地震作用下其地震动响应会随之变化,结构层间剪力会不断增加,但结构最大位移却变化不明显,究其原因，可能是由于板厚的增加,引起结构刚度的增加,使得结构最大位移在结构层间剪力不断增大时变化不大，所以在设计大型地下结构时,应该确保结构具有足够的刚度,以控制结构在遭遇地震时的过大变形。 4 无梁楼盖地下结构抗震设计 无梁板结构因不设置梁，板面负载直接由板传至柱，具有结构简单、传力路径简捷，净空利用率高，造型美观，有利于通风、便于布置管线和施工。但需要较厚的板，混凝土和钢筋。另外，从结构性能方面看，无梁板的延性较差，板在柱帽或柱顶处的破坏属于脆性冲切破坏。尽管无梁楼盖体系具有很多优点，但其在地震作用下将产生较大的不平衡弯矩，以及板柱节点处本身较大的冲切荷载，