地下污水处理厂抗震设计及分析.pdf
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1、斜交跨线连续梁桥换梁施工受力分析蔡 保 硕赵 雪 璞扈 利王 坤杨 勇?年 月第 卷第 期中 文 引 用 格 式:王 伟,牛?,尹 克 明地 下 污 水 处 理 厂 抗 震 设 计 及 分 析 特 种 结 构,():英 文 引 用 格 式:,():地 下 污 水 处 理 厂 抗 震 设 计 及 分 析王 伟牛?尹 克 明中 国 市 政 工 程 西 南 设 计 研 究 总 院 有 限 公 司成 都摘 要:本 文 对 某 地 下 污 水 处 理 厂 进 行 时 程 分 析 与 反 应 位 移 法 分 析,并 对 结 果 对 比 可 知:水 池 三 维 地 层结 构 法 的 整 体 性 较 好,在
2、时 程 分 析 中 的 水 池 各 部 位 相 对 位 移 与 相 对 加 速 度 较 小。顶 底 板、侧 墙 以 及 与侧 墙 连 接 的 水 池 构 件 应 力 较 大,在 水 池 设 计 中 应 该 着 重 关 注 与 水 池 外 墙 相 连 接 的 内 部 构 件 的 构 造 设 计与 配 筋。反 应 位 移 法 在 时 间 与 空 间 上 都 高 估 了 地 震 力 的 大 小,欠 缺 对 结 构 整 体 性 的 考 虑,对 于 空 间 效应 明 显 的 水 池 类 结 构,可 以 采 取 时 程 分 析 法 进 行 精 确 的 分 析 设 计。关 键 词:污 水 处 理 厂抗 震
3、分 析时 程 分 析 法场 地 分 析地 震 力:牞 牞 牶 牞 牞 牞 牞 牞 牞 牞 牶 引 言污 水 处 理 厂 的 抗 震 分 析 方 法 主 要 为 拟 静 力法、反 应 位 移 法、反 应 加 速 度 法 与 时 程 分 析 法,其 分 析 原 理 与 计 算 步 骤 在 相 应 规 范 中 均 有 体现。其 中,时 程 分 析 可 以 处 理 结 构 与 土 体 比 较 复杂 情 况 下 的 抗 震 分 析。然 而,针 对 地 下 污 水 处 理厂 结 构 时 程 分 析 研 究 方 面 目 前 成 果 较 少,鉴 于此,本 文 叙 述 了 时 程 分 析 法 相 关 原 理,用
4、对 某 地 下 污 水 处 理 厂 采 用 时 程 分 析 法 进 行 抗震 分 析,并 与 反 应 位 移 法 进 行 对 比,找 出 地 下 污水 处 理 厂 抗 震 薄 弱 部 位,并 提 出 加 强 措 施。时 程 分 析 原 理时 程 分 析 是 指 当 结 构 受 动 力 荷 载 作 用 的 情 况下,根 据 结 构 的 动 力 特 性,并 利 用 动 力 平 衡 方 程式 的 解 计 算 任 意 时 间 的 结 构 响 应(位 移、内 力 等)的 过 程。时 程 分 析 采 用 振 型 叠 加 法 和 直 接 积 分法。直 接 积 分 法 把 整 个 分 析 区 域 的 自 由
5、度 作 为 未知 变 量,是 把 整 个 自 由 度 的 动 力 平 衡 方 程 按 照 时间 逐 步 积 分 后 求 解 的 方 法。各 时 间 步 的 求 解 过 程中 没 有 平 衡 方 程 形 式 的 变 化,并 且 可 采 用 多 种 积分 的 方 法。以积 分 方 法 为 例,地 震 动力 学 的 基 本 力 学 运 动 方 程 可 写 为:年 月第 卷第 期 ()()假 设 在与 时 刻 的 加 速 度是 一 个 常 量并 满 足 以 下 关 系,用 两 个 变 量 同 时 表 示:()()()()其 中与是 瑞 利 阻 尼 的 系 数,对 加 速 度 以及 速 度 在到 时 刻
6、 进 行 积 分 并 代 入 式()、式()可 得:()()()联 立 式()、式()可 得 时 刻 结 构 体 系 加速 度 和 速 度 的 计 算 式()、式(),将 式()、式()代 入 运 动 方 程 中 进 行 求 解 得 到 位 移 的 计算 式(),其 中 等 效 矩 阵 与 等 效 向 量 为 式()、式()。()()()()()()()()()()()()()时 程 分 析 可 采 用 黏 弹 性 边 界 模 拟 地 震 波 在 边界 上 的 传 递 与 吸 收,用 瑞 利 阻 尼 模 拟 地 震 波 在 介质 中 传 播 时 的 衰 减。反 应 位 移 法 原 理反 应 位
7、 移 法 认 为 地 下 结 构 在 地 震 时 与 地 层 协同 变 形,因 此 可 以 通 过 一 维 场 地 分 析 得 到 地 下 结构 对 应 位 置 的 相 对 位 移、层 间 剪 力 与 惯 性 力,并以 拟 静 力 法 的 形 式 加 在 地 下 结 构 上,从 而 计 算 出地 下 结 构 的 内 力,其 基 本 计 算 简 图 如 图所 示。图 反应位移法荷载模式简图 污 水 处 理 厂 概 况泸 州 白 酒 产 业 园 区 污 水 处 理 厂 扩 建 工 程 项 目红 线 面 积 约,基 础 采 用 整 体 板 式 基 础。污 水 处 理 厂 整 体 箱 体 包 括:曝
8、气 沉 砂 池、生 化池、储 泥 池 及 污 泥 脱 水 间、消 防 水 池、活 性 焦 辅助 用 房、活 性 焦 吸 附 池、脱 水 间 及 滤 池 配 电 间、接 触 消 毒 池 等。其 中 顶 板,中 板 与 侧 墙,底 板,内 部 结 构,框 架 立 柱尺 寸 。建 筑 基 础 位 于 中 风 化 砂 岩 中,如 图所 示。本 水 池 抗 震 设 防 烈 度 为度,抗 震分 组 为 第 一 组,设 计 基 本 地 震 加 速 度 为,设 计 特 征 周 期 为,以 此 生 成 对 应 反 应 谱,并 以 反 应 谱 生 成 地 震 波,经 过 滤 波 与 基 线 校 正 后作 为 时
9、程 分 析 的 地 震 波,如 图所 示。图 水池模型 图 加速度时程曲线 地下污水处理厂抗震设计及分析王 伟牛?尹 克 明?计 算 模 型 地 基 主 要 为 中 风 化 砂 岩,地 质 参 数按 照 污 水 处 理 厂 扩 建 工 程 项 目 勘 察 报 告 中 的 建议 值 取 值,污 水 处 理 厂 混 凝 土 采 用,时 程 分析 法 地 层 采 用 动 弹 性 模 量,其 参 数 取 值 如 表所 示。表地 层 物 理 力 学 计 算 参 数 地 层弹 性模 量泊 松 比容 重()黏 聚 力摩 擦 角()剪 切波 速()杂 填 土 淤 泥 粉 质 黏 土 强 风 化 砂 岩 中 风
10、 化 砂 岩 计 算 结 果 及 分 析根 据 时 程 分 析 法,计 算 出 污 水 处 理 厂 在 地震 下 的 内 力 与 位 移 响 应,并 与 反 应 位 移 法 进 行 比对,找 出 水 池 在 两 种 计 算 工 况 下 的 薄 弱 部 位 并 对其 结 构 进 行 分 析。时 程 分 析 结 果()三 维 时 程 分 析 污 水 池 各 部 位 的 相 对 位 移时 程 曲 线 趋 势 基 本 一 致,如 图、图所 示,最大 相 对 位 移 在 顶 板 位 置,数 值 为。各 部位 的 最 大 相 对 位 移 差 别 很 小,均 在以 内,说 明 在 三 维 分 析 中 污 水
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- 地下 污水处理 抗震 设计 分析
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