丁字及十字交叉管廊纵向地震响应分析

摘要

提出了丁字及十字交叉管廊纵向地震响应分析的一个改进广义反应位移法．该方法采用壳单元模拟管廊结构，以体现管廊横断面非对称形式的影响和地震作用下管廊交叉节点处的局部变形；采用非线性弹簧单元模拟预制企口接头，可反映管廊接头断面的非对称形式以及预制接头的力学行为．在ABAQUS有限元平台构建了典型交叉管廊的三维壳-弹簧计算模型，采用直接刚度法求解场地地震动响应，研究了在设计地震动幅值和地震波入射角度等因素影响下，丁字及十字交叉管廊的内力及变形响应特征，并以直线形管廊的地震响应为基准，给出了两类交叉节点的影响范围及内力放大情况．结果表明，相较于直线形管廊，管廊交叉节点处的内力及变形响应均出现明显的增高，其中丁字交叉管廊的地震响应略大于十字交叉管廊．安评波小震作用下，丁字及十字交叉管廊的接头基本处于功能完好状态，中震和大震作用下超出规范限值，其中大震下达到8 mm左右，约为直线形管廊的8～9倍；两类交叉管廊的内力放大系数范围约为2～6．工程抗震设计中，可根据该结果对交叉管廊的地震响应进行初步评估．不同设计地震动幅值和地震波入射角度下，两类交叉节点对管廊地震响应的影响范围约为20～35倍预制管节段长度，在实际工程中应引起重视．相关研究结果可为交叉管廊工程的抗震设计提供参考．

关键词

交叉管廊 / 预制管廊 / 纵向地震响应分析 / 改进广义反应位移法

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51978462)