地下结构抗震设计标准

UDC 中华人民共和国国家标准 GB GBXXX—201X 备案号 XXXX-201X 地下结构抗震设计标准 Code for seismic design of urban underground structures （征求意见稿） 201X-XX—XX 发布 201X-XX—XX 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部发布 中华人民共和国国家标准 城市地下结构抗震设计规范 Code for seismic design of urban underground structures GBXXX—201X 批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期：201X年XX月XX日 中国建筑工业出版社 201X 北京 根据住房城乡建设部《关于印发＜2015年工程建设标准规范制订、修订计划的通知〉（建 标[2014] 189号文）》要求，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准 和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上编制而成。 本规程的主要内容是：总则、术语和符号、抗震设计的基本要求、（以下按各章内容分 别排列） 本规范由住房和城乡建设部负责管理，清华大学负责具体技术内容的解释。在执行过程 中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄交北京市海淀区清华大学新 水利馆城市地下结构抗震设计规范编制组。 本规范主编单位：清华大学、北京城建设计发展集团股份有限公司本规范参编单位：（以 参编各章出现顺序排序） 中国建筑科学研究院、西南交通大学、华东建筑设计研究院有限责任公司、建华管桩集 团有限公司、中国地震局地球物理研究所、北京工业大学、上海市政工程设计研究总院集团 有限公司、中冶建筑研究总院有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、北京市政设计 研究总院、北京交通大学 1 总则 1 2 术语和符号 2 2.1术语 2 2.2符号 3 3抗震设计的基本要求 1 3.1抗震设计的设防分类和设防标准 1 3.2抗震性能要求 2 3.3地震动参数 2 3.4场地 3 3.5结构体系 4 3.6 地震反应计算 5 3.7抗震措施 6 3.8减震隔震设计 6 3.9地震反应观测 6 4场地与设计地震动 7 4.1场地分类与地层评价 7 4.2 地下结构设计地震动参数 9 4.3设计地震动加速度时程 11 4.4设计地震作用及组合 11 4.5地层地震液化的判别及其影响 12 5 地下结构抗震计算 16 5.1 一般规定 16 5.2 地下结构地震反应位移法1 16 5.3地下结构地震反应位移法II 16 5.4 地下结构地震反应位移法III 17 5.5地下结构时程分析法 17 5.6截面抗震验算 18 5.7抗震变形验算 18 5.8抗浮验算 19 6 地下单体结构 21 6.1 一般规定 21 6.2抗震计算 22 6.3抗震验算 23 6.4抗震措施 24 7 地下复合结构 26 7.1 一般规定 26 7.2计算要点 26 7.3抗震措施 26 8 盾构隧道结构 28 8.1 一般规定 28 8.2计算要点 28 8.3抗震措施 29 9 暗挖隧道结构 31 9.1 一般规定 31 9.2计算要点 31 9.3抗震措施 32 10明挖隧道结构 35 10.1 一般规定 35 10.2计算要点 35 10.3抗震措施 36 11下沉式挡土结构 37 11.1 一般规定 37 11.2计算要点 37 11.3抗震措施 38 12 复建式地下结构 39 12.1 一般规定 39 12.2计算要点 40 12.3抗震措施 41 附录A 自由场地分析详细说明 43 附录B结构体系简化计算原则 45 附录C起始静应力状态确定方法 47 附录D考虑地下结构影响的场地液化判定方法 48 附录E 反应位移法1 49 附录F 反应位移法II 52 附录G修正静力法 53 附录H均匀地层中圆形盾构隧道地震内力简化计算公式 56 附录J 反应位移法III 59 附录K抗浮计算方法 61 本规范用词说明 62 引用标准名录 63 1总则 1.0.1为贯彻执行国家有关工程建设、防震减灾的法律法规，并实行以预防为主的方针，使 城市地下结构经抗震设防后，能够减轻地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失，制定本规 范。 1.0.2本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区地下结构的抗震设计以及隔震、消 能减震设计。抗震设防烈度大于9度地区的地下结构，其抗震设计应作专门研究论证。 注：本规范“6度、7度、8度、9度”即“抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度”的简称。 1.0.3按本规范进行抗震设计的地下结构，其基本的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗 震设防烈度的多遇地震时，主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用；当遭受相当于本 地区抗震设防烈度的基本地震时，主体结构受轻微损伤但可继续使用；当遭受高于本地区抗 震设防烈度的罕遇地震时，主体结构可经受非弹性变形但不倒塌或发生危及生命的严重破 坏，经一般整修仍可恢复使用。 1.0.4抗震设防烈度为6度及以上地区的地下结构工程，必须进行抗震设计。 1.0.5地下结构工程的抗震设防烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈 度。己完成地震安全性评价的工程场地，宜按经批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行 抗震设防。 1.0.6地下结构的抗震设计，除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语和符号 2.1术语 2.1.1 自由场动力分析方法 site response analysis method 确定自由场土体受动荷作用时任意时刻反应值的方法。 2.1.2 剪切层法 shear layer method 将土体简化为一系列由剪切弹簧和阻尼器相联的薄层体系，进行动力分析的方法。 2.1.3 动力时程分析法 dynamic time history analysis 对运动微分方程进行逐步积分求解的动力分析方法。 2.1.4 粘弹性时程分析法 viscous-elastic time history analysis method 考虑土体粘弹性的动力时程分析方法。 2.1.5 弹塑性时程分析法 elastic-plastic time history analysis method 考虑土体弹塑性的动力时程分析方法。 2.1.6 反应位移法 I seismic deformation method I 适用于均质地层的地下结构断面的地震反应计算方法。 2.1.7 反应位移法 II seismic deformation method II 适用于成层地层的地下结构断面的地震反应计算方法。 2.1.8 反应位移法 III seismic deformation method III 适用于均质或较均质地层的线长形地下结构的纵向地震反应计算方法。 2.1.9 钢筋混凝土结构 reinforced concrete structure 配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土结构。 2.1.10 钢板■混凝土组合结构 steel-plate concrete combination structure 钢板和混凝土组合成为整体而共同工作的结构。 2.1.11 装配式结构 prefabricated structure 主要受力构件为预制件的经装配或连接而成的结构。 2.1.12 地下单体结构 singular underground structure 独立的地下结构，如地铁车站、地下停车场、地下变电站、地下沉井式仓储等地下结构。 2.1.13 地下复合结构 complex underground structure 由两个或以上体量相当的单体结构组成的地下结构，如有换乘通道连接的地铁车站，近 距离平行、叠落或立交的地下结构等地下结构。 2.1.14 下沉式挡土2吉木勾 sunken earth retaining stracture 由地面下切形成地槽两侧的挡土结构，包括下沉重力式挡土结构和下沉式U型挡土结 构。 2.1.15 复建式地下结木勾 superstructure-integrated underground structure 与地上建（构）筑物相连的地下结构，包括单体建筑地下结构和复合建筑地下结构，分 别对应于地上建（构）筑物为单体和复合体结构的情况。 2.2符号 amax - 地表水平向峰值加速度 Ah 一 水平设计地震动峰值加速度；结构底面在水平面上的投影面积 As - 隧道横截面面积 B - 结构宽度 Bt - 上覆土柱宽度 d 一 地层沿地下结构纵向的计算长度 d0 一 计算深度；液化土特征深度 db - 基础埋置深度 必 - 计算深度范围内第z.地层的厚度 ds — 饱和土标准贯入点深度 du 一 上覆非液化地层厚度 dw - 地下水位深度 D 一 结构上覆地层厚度 Ds - 存在地下结构时的液化深度 Df 一 复判得到的自由场液化深度 e — 自然对数底数 Es - 衬砌弹性模量 fa - 深宽修正后的地基承载力特征值 faE — 调整后的地基抗震承载力 fak 一 地基承载力特征值 fi - 结构，单元上作用的惯性力 F 一 结构所受上浮荷载组合的设计值 Fih - 上覆土柱水平地震作用 Fiv - 上覆土柱竖向地震作用 Fs - 静力条件下浮力代表值的效应 Fp 一 超静孔压引起上浮力标准值的效应 FiiX — 作用于A点竖直向的节点力 Fay — 作用于A点竖直向的节点力 FEv - 结构及上覆土竖向地震作用标准值的效应 g - 重力加速度 G、Gd - 地层动剪切模量 % - 地层i最大剪切模量 Gst — 结构重量 Gso 一 结构所在空间对应的自由场的土的重量 h 一 计算结构层高；地下结构层高；计算点到自由水面的竖向距离 ht - 上覆土柱的计算高度 hn，h2i — 衬砌内、外侧任一点i至地表面的距离 H 一 结构高度；地面至地震作用基准面的距离 - 第，层土的厚度 Hc 一 地表至隧道中心的距离 九-结构底面所在土层震动弱化指数 Is - 衬砌环断面惯性矩 I/E — 液化指数 k - 压缩、剪切地基弹簧刚度 kj - 单个螺栓的抗拉刚度 kv - 结构顶底板拉压地基弹簧刚度 ksv 一 结构顶底板剪切地基弹簧刚度 kh 一 结构侧壁压缩弹簧刚度 ksh 一 结构侧壁剪切地基弹簧刚度 kn - 圆形结构侧壁压缩地基弹簧刚度 ks 一 圆形结构侧壁剪切地基弹簧刚度 K — 基床系数 Ko 一 考虑结构壁与竖直方向夹角的静止状态下的土压力系数 Kv - 竖向地震动峰值加速度与水平峰值加速度的比值 Kj 一 隧道横截面螺栓抗拉刚度 - 单元竖向尺寸 Is - 衬砌环宽度 L - 地基的集中弹簧间距 L, 一 表面地层变形的波长 L2 — 基岩变形的波长 mt - 结构，单元的质量 mis 一 隧道衬砌计算点的质量 计算深度范围内地层的分层数；判别深度范围内每一个钻孔标准贯 n — 入试验点的总数；横截面螺栓的个数 No - 液化判别标准贯入锤击数基准值 Nt 一 标准贯入锤击数的实测值 液化判别标准贯入度锤击数基准值；液化判别标准贯入锤击数临界 Ncr — 值 Ncri 一 z.点标准贯入锤击数的临界值 P - 地震作用效应标准组合的基础底面平均压力 ’max - 地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力 Psa - 结构底面超静孔压平均值 P(Z) - Z深度处，地层相