14.2.1 按本章要求采取抗震措施的下列地下建筑，可不進(jìn)行地震作用計(jì)算：

    1 7度Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地的丙類地下建筑。

    2 8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地時(shí)，不超過二層、體型規(guī)則的中小跨度丙類地下建筑。
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14.2.1 本條根據(jù)當(dāng)前的工程經(jīng)驗(yàn)，確定抗震設(shè)計(jì)中可不進(jìn)行計(jì)算分析的地下建筑的范圍。
設(shè)防烈度為7度時(shí)Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地中的丙類建筑可不計(jì)算，主要是參考唐山地震中天津市人防工程震害調(diào)查的資料。
設(shè)防烈度為8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地中層數(shù)不多于2層、體型簡單、跨度不大、構(gòu)件連結(jié)整體性好的丙類建筑，其結(jié)構(gòu)剛度相對(duì)較大，抗震能力相對(duì)較強(qiáng)，具有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。

14.2.2 地下建筑的抗震計(jì)算模型，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況確定并符合下列要求：

    1 應(yīng)能較準(zhǔn)確地反映周圍擋土結(jié)構(gòu)和內(nèi)部各構(gòu)件的實(shí)際受力狀況；與周圍擋土結(jié)構(gòu)分離的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可采用與地上建筑同樣的計(jì)算模型。

    2 周圍地層分布均勻、規(guī)則且具有對(duì)稱軸的縱向較長的地下建筑，結(jié)構(gòu)分析可選擇平面應(yīng)變分析模型并采用反應(yīng)位移法或等效水平地震加速度法、等效側(cè)力法計(jì)算。

    3 長寬比和高寬比均小于3及本條第2款以外的地下建筑，宜采用空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算模型并采用土層-結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法計(jì)算。
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14.2.2 本條規(guī)定地下建筑抗震計(jì)算的模型和相應(yīng)的計(jì)算方法。
1 地下建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型的最大特點(diǎn)是，除了結(jié)構(gòu)自身受力、傳力途徑的模擬外，還需要正確模擬周圍土層的影響。
長條形地下結(jié)構(gòu)按橫截面的平面應(yīng)變問題進(jìn)行抗震計(jì)算的方法，一般適用于離端部或接頭的距離達(dá)1.5倍結(jié)構(gòu)跨度以上的地下建筑結(jié)構(gòu)。端部和接頭部位等的結(jié)構(gòu)受力變形情況較復(fù)雜，進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)原則上應(yīng)按空間結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析。
結(jié)構(gòu)形式、土層和荷載分布的規(guī)則性對(duì)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)都有影響，差異較大時(shí)地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)也將有明顯的空間效應(yīng)。此時(shí)，即使是外形相仿的長條形結(jié)構(gòu)，也宜按空間結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行抗震計(jì)算和分析。
2 對(duì)地下建筑結(jié)構(gòu)，反應(yīng)位移法、等效水平地震加速度法或等效側(cè)力法，作為簡便方法，僅適用于平面應(yīng)變問題的地震反應(yīng)分析；其余情況，需要采用具有普遍適用性的時(shí)程分析法。
3 反應(yīng)位移法。采用反應(yīng)位移法計(jì)算時(shí)，將土層動(dòng)力反應(yīng)位移的最大值作為強(qiáng)制位移施加于結(jié)構(gòu)上，然后按靜力原理計(jì)算內(nèi)力。土層動(dòng)力反應(yīng)位移的最大值可通過輸入地震波的動(dòng)力有限元計(jì)算確定。
以長條形地下結(jié)構(gòu)為例，其橫截面的等效側(cè)向荷載為由兩側(cè)土層變形形成的側(cè)向力p(z)、結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的慣性力及結(jié)構(gòu)與周圍土層間的剪切力τ三者的總和(圖30)。地下結(jié)構(gòu)本身的慣性力，可取結(jié)構(gòu)的質(zhì)量乘以最大加速度，并施加在結(jié)構(gòu)重心上。

式中，τ為地下結(jié)構(gòu)頂板上表面與土層接觸處的剪切力；G為土層的動(dòng)剪變模量，可采用結(jié)構(gòu)周圍地層中應(yīng)變水平為10-4量級(jí)的地層的剪切剛度，其值約為初始值的70％～80％；H為頂板以上土層的厚度，Sv為基底上的速度反應(yīng)譜，可由地面加速度反應(yīng)譜得到；Ts為頂板以上土層的固有周期；p(z)為土層變形形成的側(cè)向力，u(z)為距地表深度z處的地震土層變形；zb為地下結(jié)構(gòu)底面距地表面的深度；kh為地震時(shí)單位面積的水平向土層彈簧系數(shù)，可采用不包含地下結(jié)構(gòu)的土層有限元網(wǎng)格，在地下結(jié)構(gòu)處施加單位水平力然后求出對(duì)應(yīng)的水平變形得到。
4 等效水平地震加速度法。此法將地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)簡化為沿垂直向線性分布的等效水平地震加速度的作用效應(yīng)，計(jì)算采用的數(shù)值方法常為有限元法；等效側(cè)力法將地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)簡化為作用在節(jié)點(diǎn)上的等效水平地震慣性力的作用效應(yīng)，從而可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的動(dòng)內(nèi)力。兩種方法都較簡單，尤其是等效側(cè)力法。但二者需分別得出等效水平地震加速度荷載系數(shù)和等效側(cè)力系數(shù)等的取值，普遍適用性較差。
5 時(shí)程分析法。根據(jù)軟土地區(qū)的研究成果，平面應(yīng)變問題時(shí)程分析法網(wǎng)格劃分時(shí)，側(cè)向邊界宜取至離相鄰結(jié)構(gòu)邊墻至少3倍結(jié)構(gòu)寬度處，底部邊界取至基巖表面，或經(jīng)時(shí)程分析試算結(jié)果趨于穩(wěn)定的深度處，上部邊界取至地表。計(jì)算的邊界條件，側(cè)向邊界可采用自由場(chǎng)邊界，底部邊界離結(jié)構(gòu)底面較遠(yuǎn)時(shí)可取為可輸入地震加速度時(shí)程的固定邊界，地表為自由變形邊界。
采用空間結(jié)構(gòu)模型計(jì)算時(shí)，在橫截面上的計(jì)算范圍和邊界條件可與平面應(yīng)變問題的計(jì)算相同，縱向邊界可取為離結(jié)構(gòu)端部距離為2倍結(jié)構(gòu)橫斷面面積當(dāng)量寬度處的橫剖面，邊界條件均宜為自由場(chǎng)邊界。

14.2.3 地下建筑抗震計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)符合下列要求：

    1 地震作用的方向應(yīng)符合下列規(guī)定：

        1)按平面應(yīng)變模型分析的地下結(jié)構(gòu)，可僅計(jì)算橫向的水平地震作用；

        2)不規(guī)則的地下結(jié)構(gòu)，宜同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)橫向和縱向的水平地震作用；

        3)地下空間綜合體等體型復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)，8、9度時(shí)尚宜計(jì)及豎向地震作用。

    2 地震作用的取值，應(yīng)隨地下的深度比地面相應(yīng)減少：基巖處的地震作用可取地面的一半，地面至基巖的不同深度處可按插入法確定；地表、土層界面和基巖面較平坦時(shí)，也可采用一維波動(dòng)法確定；土層界面、基巖面或地表起伏較大時(shí)，宜采用二維或三維有限元法確定。

    3 結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)、構(gòu)件自重和水、土壓力的標(biāo)準(zhǔn)值及各可變荷載的組合值之和。

    4 采用土層-結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法或等效水平地震加速度法時(shí)，土、巖石的動(dòng)力特性參數(shù)可由試驗(yàn)確定。
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14.2.3 本條規(guī)定地下結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：
1 地下結(jié)構(gòu)的地震作用方向與地面建筑的區(qū)別。首先是對(duì)于長條形地下結(jié)構(gòu)，作用方向與其縱軸方向斜交的水平地震作用，可分解為橫斷面上和沿縱軸方向作用的水平地震作用，二者強(qiáng)度均將降低，一般不可能單獨(dú)起控制作用。因而對(duì)其按平面應(yīng)變問題分析時(shí)，一般可僅考慮沿結(jié)構(gòu)橫向的水平地震作用；對(duì)地下空間綜合體等體型復(fù)雜的地下建筑結(jié)構(gòu)，宜同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)橫向和縱向的水平地震作用。其次是對(duì)豎向地震作用的要求，體型復(fù)雜的地下空間結(jié)構(gòu)或地基地質(zhì)條件復(fù)雜的長條形地下結(jié)構(gòu)，都易產(chǎn)生不均勻沉降并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂損，因而即使設(shè)防烈度為7度，必要時(shí)也需考慮豎向地震作用效應(yīng)的綜合作用。
2 地面以下地震作用的大小。地面下設(shè)計(jì)基本地震加速度值隨深度逐漸減小是公認(rèn)的，但取值各國有不同的規(guī)定；一般在基巖面取地表的1／2，基巖至地表按深度線性內(nèi)插。我國《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》DL 5073第9.1.2條規(guī)定地表為基巖面時(shí)，基巖面下50m及其以下部位的設(shè)計(jì)地震加速度代表值可取為地表規(guī)定值的1／2，不足50m處可按深度由線性插值確定。對(duì)于進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)的場(chǎng)地，則可根據(jù)具體情況按一維或多維的模型進(jìn)行分析后確定其減小的規(guī)律。
3 地下結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值。地下建筑結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計(jì)時(shí)，水、土壓力是主要荷載，故在確定地下建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載的代表值時(shí)，應(yīng)包含水、土壓力的標(biāo)準(zhǔn)值。
4 土層的計(jì)算參數(shù)。軟土的動(dòng)力特性采用Davidenkov模型表述時(shí)，動(dòng)剪變模量G、阻尼比λ與動(dòng)剪應(yīng)變?chǔ)胐之間滿足關(guān)系式：

式中，ρ為質(zhì)量密度，cs為剪切波速，σ′v為有效上覆壓力，γ′i為第i層土的有效重度，hi為第i層土的厚度，α2、α3為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，可由當(dāng)?shù)卦囼?yàn)數(shù)據(jù)擬合分析確定。

14.2.4 地下建筑的抗震驗(yàn)算，除應(yīng)符合本規(guī)范第5章的要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

    1 應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下截面承載力和構(gòu)件變形的抗震驗(yàn)算。

    2 對(duì)于不規(guī)則的地下建筑以及地下變電站和地下空間綜合體等，尚應(yīng)進(jìn)行罕遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算。計(jì)算可采用本規(guī)范第5.5節(jié)的簡化方法，混凝土結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角限值[θp]宜取1／250。

    3 液化地基中的地下建筑，應(yīng)驗(yàn)算液化時(shí)的抗浮穩(wěn)定性。

    液化土層對(duì)地下連續(xù)墻和抗拔樁等的摩阻力，宜根據(jù)實(shí)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)與臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的比值確定其液化折減系數(shù)。
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14.2.4 地下建筑不同于地面建筑的抗震驗(yàn)算內(nèi)容如下：
1 一般應(yīng)進(jìn)行多遇地震下承載力和變形的驗(yàn)算。
2 考慮地下建筑修復(fù)的難度較大，將罕遇地震作用下混凝土結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角的限值取為[θp]＝1／250。由于多遇地震作用下按結(jié)構(gòu)彈性狀態(tài)計(jì)算得到的結(jié)果可能不滿足罕遇地震作用下的彈塑性變形要求，建議進(jìn)行設(shè)防地震下構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算，使其在設(shè)防地震下可安全使用，在罕遇地震下能滿足抗震變形驗(yàn)算的要求。
3 在有可能液化的地基中建造地下建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意檢驗(yàn)其抗浮穩(wěn)定性，并在必要時(shí)采取措施加固地基，以防地震時(shí)結(jié)構(gòu)周圍的場(chǎng)地液化。鑒于經(jīng)采取措施加固后地基的動(dòng)力特性將有變化，本條要求根據(jù)實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)與臨界錘擊數(shù)的比值確定液化折減系數(shù)，并進(jìn)而計(jì)算地下連續(xù)墻和抗拔樁等的摩阻力。