[发明专利]一种地下结构抗震韧性结构体系

说明书

本发明涉及一种地下结构抗震韧性结构体系，属于结构抗震技术领域，用于减小地下结构在地震中的反应和残余变形，通过阻尼器自复位力实现震后结构功能的快速恢复，包括围护结构、地下结构、预埋件、阻尼器。围护结构对称分布在结构两侧，围护结构与地下结构之间为肥槽，地下结构底板与围护结构浇筑在一起，围护结构和地下结构侧墙上设置有预埋件，围护结构和地下结构侧墙之间通过预埋件连接位移型阻尼器，阻尼器水平布置，阻尼间距与参数取决于围岩土体水平向刚度、地下结构和围岩土体的最大容许变形。该地下结构抗震韧性体系是一种兼顾地下结构抗震能力和震后功能快速恢复的韧性抗震结构体系。

技术领域

本发明涉及一种地下结构抗震韧性结构体系，属于结构抗震技术领域。

背景技术

目前我国正在进行大规模的城市空间开发与建设，以地铁为代表的城市地下结构建设取得了突飞猛进的进展。历史震害表明，在地震过程中，地下结构上覆土体的重力与竖向惯性力引起结构中柱轴压比显著增大、侧向变形能力降低，中柱容易因侧向变形能力不足而发生破坏，进而导致结构整体塌毁。地下结构赋存于土体中，其地震反应受围岩土体变形的约束，因此，减小结构地震反应的关键在于减小作用于地下结构的水平变形。传统的地下结构减隔震控制措施，主要是通过减小结构中柱侧向变形，或提高中柱侧向变形能力实现，主要关注了地下结构的抗震性能，而忽视了震后结构功能的可恢复性。韧性抗震要求结构不仅要有较强的抗震能力，同时要求能够实现震后结构功能的快速恢复。因此，传统的地下结构减隔震控制措施还不能称得上是完善的地下结构抗震韧性结构体系。

发明内容

为了提高地下结构的抗震能力，减小地下结构在地震中的反应与残余变形，实现震后结构功能的快速恢复，本发明提出了一种地下结构抗震韧性结构体系，用于减小地下结构在地震中的变形反应和震后残余变形，并提高震后结构功能的快速恢复能力。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种地下结构抗震韧性结构体系，用于减小地下结构地震反应与残余变形，提高结构的震后功能可恢复性，包括顶板、顶梁、顶层柱、肥槽、中板、中梁、底层柱、底梁、底板，预埋件、冠梁、腰梁、阻尼器、围护结构和侧墙，所述地下结构由顶板、顶梁、顶层柱、中板、中梁、底层柱、底梁、底板和侧墙组成，顶板两侧设置有侧墙，中板设置在顶板和底板之间，中板与顶板和底板之间分别设置有顶层柱以及底层柱，顶层柱上部与顶板之间设置有顶梁，底层柱与中板和底板之间分别设置有中梁和底梁；所述地下结构两侧均设置有围护结构；围护结构的中部和顶部分别设有腰梁和冠梁；所述腰梁和冠梁标高分别与中板和顶板的标高相同；围护结构与地下结构的侧墙之间设有肥槽；在侧墙与冠梁和腰梁同标高的位置处设置预埋件，围护结构冠梁和腰梁也设有预埋件；围护结构冠梁顶与地下结构顶板通过阻尼器连接，围护结构腰梁与地下结构中板也通过阻尼器连接，阻尼器直接固定在预埋件上；

地下结构正常工作时，主要由两侧围护结构承担土压力；在地震作用时，两侧围护结构将受到的地震荷载，通过阻尼器传递至侧墙，同时阻尼器变形消耗地震能量，减小施加于地下结构的变形，地下结构侧墙提供给阻尼器的反力可以抵抗部分土压力；地震结束后，阻尼器变形提供恢复力，将地下结构与围护结构恢复到变形前位置，消除地下结构和围护结构残余位移，实现震后结构功能的快速恢复。

进一步地，所述的围护结构对称布置在地下结构两侧。

进一步地，所述的围护结构与底板浇筑在一起。

进一步地，所述阻尼器布置在肥槽中，布置间距取决于静止土压力。

进一步地，所述的阻尼器水平布置，具有变形耗能和提供自恢复力的作用，其阻尼耗能和变形参数取决于围岩土体水平向刚度、地下结构与围岩土体的最大容许变形。

进一步地，所述冠梁横截面呈侧向的“凸”字型，其凸起部的底部部分压在所述顶板顶部，接触面光滑处理，并设置防水材料。

进一步地，所述顶梁、中梁以及底梁的宽度均大于所述顶层柱和底层柱的宽度。