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近年来随着世界各地灾难性地震的频繁发生,建设室内地震避难所不仅可以大大改善震后的生活质量,还对减轻次生灾害方面有着重大意义。本文首先以太原市为例,根据防灾据点理论对小区地震避难所防灾据点体系给出定义,提出其功能性要求以及规划的原则与要点,最后对结构进行抗震性能研究。历次灾难性地震表明,网壳具有整体性强,空间刚度大,节省钢材等独特优点,并具有较好的抗震性能,被广泛应用在大跨度的公共建筑,并常常作为地震避难所之用。但这些结构体系在多遇地震作用下进行设计验算,对强烈地震下特别是超过规范设防烈度以后的罕遇地震烈度很少进行分析,这种现象势必造成将其作为地震避难所时的严重安全隐患。因此研究此类结构在强震下的抗震性能具有重要的抗震减灾意义。
地震避难所的设计方法基于失效状态的设计方法,计算分析方法采用逐步增量动力时程分析法。本文模型采用跨度为60m,矢跨比0.3的单层凯威特网壳结构,选取六条地震波对其进行动力弹塑性时程分析,借助不同性能指标响应来研究结构的失稳模态、抗震性能和破坏机理。由上述工作得出结论:
1)灾难性地震发生后,可供避震的场所都是不具备长期避震的室外避震疏散场所。作为城市的室内地震避难所很少,远远不能满足震后市民的避难需求。而且地震避难所还未设置足够的应急储备和完善的应急设施。
2)地震避难所的容纳面积不能满足灾民的避震需求,据点分配也不合理,人口相对密集的中心区域在震后可能缺乏足够的避难空间,人口比较稀疏的区域却尚有剩余。
3)结构在不同种类的地震波作用下响应不一样,其中好莱坞地震波所引起的地震响应最大。该结构在承受水平方向地震作用比竖直方向的能力要弱,需加强结构的水平方向的地震承载能力。
4)单层网壳结构在不同种地震波的作用下塑性铰初始破坏都处在门洞附近的杆件,说明此处是结构的刚度突变处,设计时应该加强。
5)结构的竖向位移延性系数比水平方向的相对较大,说明结构在竖直地震作用时延性较好。