明挖地铁车站抗震设计内力分析方法比较

目前对地下结构的地震反应和抗震设计越来越受到重视。地铁车站在地震作用下的安全性至关重要。首先采用地铁车站常用的抗震设计方法——地震系数法和反应位移法对一个地铁车站实例进行了抗震计算,然后采用ANSYS软件对该车站进行了时程分析。比较了3种计算方法得到的内力结果,并分析了其在配筋中起到的作用。     

砂土场地地铁车站抗震计算方法

选取典型砂土场地地铁车站,分别采用反应位移法、反应加速度法、有限元动力分析法对其在地震作用下的结构内力进行计算,分析不同抗震计算方法在地铁车站抗震设计中的适用性。结果表明:对于砂土场地地铁车站,3种抗震计算方法所得的结构内力最大值位置基本一致,最大弯矩、最大剪力均出现在侧墙底部与底板端部,最大轴力均出现在中柱底部与侧墙底部;反应加速度法计算结果与有限元动力分析法更为接近,反应位移法计算结果与有限元动力分析法相差较大,宜采用反应加速度法进行砂土场地地铁车站等地下结构的抗震计算。     

青岛地铁某地下车站结构抗震数值模拟计算分析

为了研究地铁地下车站在地震荷载作用下的受力情况,以青岛地铁某明挖地下车站为例,通过静力法和时程分析法分别建立二维数值模型,对明挖地下车站标准断面的受力进行结构抗震性能模拟分析;对车站大里程端节点结构建立三维数值模型,进行结构抗震性能模拟分析。车站标准断面二维模拟计算结果表明,时程分析法与静力法2种计算方法得到的内力计算结果比较接近,顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制,顶板支座、中板支座、中板跨中受时程分析法控制,对比基本荷载组合、准永久荷载组合的内力及相应的配筋计算,地震荷载组合对车站结构各构件承载力并不起控制作用;大里程端节点结构三维模拟分析结果表明,车站结构各构件满足抗震设计要求。     

佛山地铁魁奇路地下换乘站抗震性能分析

以佛山地铁魁奇路站实际工程为背景,对地下车站进行了结构抗震性能分析。以反应位移法建立了地铁车站二维结构计算模型,求解了地下车站受地震荷载作用下响应结果,并与静力法计算结果进行了对比,以研究地铁车站在地震作用下的内力变化规律。基于Midas GTS NX软件,应用非线性时程分析法,建立了结构和周围土层为一体的整体计算模型,通过模态分析求解了结构体系各阶的自振频率和各阶振型;模拟了地下结构在地震荷载下的动态特性,揭示了地铁车站在地震作用下的位移时程反应及结构整体变形状况。     

反应位移法在明挖地铁车站抗震计算中的应用

为研究不同计算模型的精确度及实用性,针对不同的反应位移法模型,以某明挖地铁车站为例,在不同地震作用下进行ANSYS建模计算,并与时程分析法计算结果进行对比分析,总结不同模型对结构内力的影响。发现反应位移法比经典反应位移法计算复杂,结果偏差较大;强制反应位移法计算量最小,但在地震作用较大时精度较低;整体反应位移法精度高、计算量小,用于明挖地铁车站的抗震设计可以提高工作效率和计算精度。     

基于反应位移法的地铁车站抗震分析

随着地下结构建设规模的不断扩大,地铁车站的抗震问题已逐步成为地铁建设中新的焦点,而与工程设计相应的地震响应计算方法仍不够成熟。运用反应位移法对典型地铁车站结构进行地震响应计算分析,并评价其抗震性能,最后得出基于反应位移法计算的地下车站与地震中车站破坏形式比较相符,运用反应位移法计算抗震可以满足设计要求。     

长悬臂岛式地铁高架车站抗震性能研究

针对某长悬臂岛式地铁高架车站的抗震性能,采用振型分解反应谱法对钢混组合结构横向独柱高架车站、钢混组合结构横向双柱高架车站和预应力混凝土结构高架车站3种结构形式进行地震作用计算及分析。基于整体建模和结构性能设计理念,比较不同结构形式下长悬臂地铁高架车站结构在地震作用下的结构整体受力性状、位移变形及墩柱和悬臂构件的延性比等关键指标,得出长悬臂岛式地铁高架车站的设计性能控制条件。研究结果表明:钢混组合结构可以有效降低结构的地震力,具有优越的抗震性能。以期为现行地铁高架车站的性能设计提供理论指导与参考。     

换乘节点动力时程法三维抗震计算对比分析

在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,结合《城市轨道交通结构抗震设计规范》的要求,分别采用反应位移法和动力时程分析三维计算对徐州地铁淮塔东路站换乘节点进行计算与分析。对比分析结果表明:反应位移法的计算结果与动力时程分析三维计算基本一致,说明反应位移法可用于地铁车站换乘节点的抗震设计,可为今后类似地铁车站的抗震设计提供指导。     

桥建合一高架车站抗震分析

以某城市高架地铁车站为背景,通过建立有限元计算模型进行地铁高架车站的抗震性能分析和研究。计算结果为该高架车站的抗震设计提供依据,分析方法可为同类结构提供参考。     

北京地铁车站结构抗震分析

针对我国城市轨道交通快速发展而地铁车站结构地震反应分析相对滞后的现状,以北京地铁14号线为背景,选取4种具有代表意义的车站结构断面形式,考虑结构使用过程中可能出现的各种荷载,采用地震系数法和反应位移法2种抗震计算方法进行专项抗震计算研究,得出在水平地震力作用下矩形和拱形框架结构断面车站的最不利受力位置,应有针对性通过增大构件截面尺寸、提高配筋率等措施加强薄弱部位的抗震设计,切实提高地铁车站结构的整体抗震性能。     

地铁车站结构随机振动响应分析

基于地震反应的随机非确定性,运用基于概率统计方法的随机振动理论进行结构抗震分析,考察结构的动力可靠度,是一种合理的设计方法。运用虚拟激励法对青岛地铁五四广场站进行随机振动分析,避免了传统方法计算的冗繁,得到了具有统计意义的结构动力响应。考虑x向功率谱输入时,弯矩分布较为均匀;地铁结构体型变化较大的部位剪力明显增大;柱底剪力较小,边跨柱剪力小于中跨柱底剪力。考虑y向功率谱函数输入时,沿梁轴向剪力值逐渐增大,柱底剪力明显大于x向输入时的柱底剪力,边跨柱柱底剪力大于中跨柱底剪力。所得结论为地铁站这一复杂结构形式进行基于可靠度理论的设计提供了依据,可以作为同类设计的参考指导。     

地铁上盖物业车站整体结构抗震分析

北京地铁14号线某站为地铁车站上盖物业结构形式,文章采用时程分析法、粘弹性人工边界,建立结构-基础-地基整体计算模型,对地铁车站上盖物业这种地下+地上复合结构进行专项抗震计算研究。研究结果表明,地震组合工况在地铁结构设计中不起控制作用,地下结构的最大相对水平位移峰值发生在地下结构顶板上,应加强对其抗震设计,切实提高地铁车站结构的整体抗震性能。     

砂卵石地层不同结构型式大跨无柱地铁车站的抗震动力响应分析

针对砂卵石地层条件下不同结构型式的大跨无柱地铁车站,依托成都轨道交通某无柱车站,运用有限元软件和时程分析法进行抗震计算,对比分析了不同结构型式下车站的抗震动力响应。相比于矩形平顶直墙结构,无柱车站起拱可显著优化结构受力,其弯矩值可减少约35%,受力性能显著提升,具有较好的抗震特性;拱顶不同矢跨比对结构内力及层间位移角影响的敏感性分析表明,随着结构矢跨比增大,结构层间位移角呈递减趋势,当结构矢跨比接近0.25时,层间位移角降幅趋于平缓。不同结构型式车站的内力极值均出现于板墙相交位置,设计时应加强该处的抗震构造措施,以提高结构在地震作用下的抗剪和抗弯承载能力。     

中日规范地下结构反应位移法的位移与剪力研究

在我国《城市轨道交通结构抗震设计规范》对地下结构反应位移法的设计指导偏少的情况下,研究分析其与日本《水道施設耐震工法指针·解说》反应位移法地层位移函数和地层剪力计算公式的差异,并通过某工程地铁车站的算例比较得到,车站埋置于中软土层的地层位移和地层剪力计算,"日本规范"偏于安全,而中硬土层的计算则"中国规范"偏于安全。建议地下结构抗震设计中,当车站埋置土层剪切波速大于300 m/s时,不宜再留设过多安全储备,并可结合安评参数考虑一定的地震作用折减。     

兰新铁路西宁站弹性边界条件钢结构楼梯设计研究

针对目前大型火车站常用的大跨度钢楼梯结构采用独立计算模型与站房结构联合计算模型进行分析对比,揭示了楼梯结构在考虑支座复杂边界条件下杆件内力及自振特性的差异。结果表明,支座刚度对楼梯结构的内力及自振特性影响显著,是结构设计中不可忽略的重要因素。同时,建议类似工程楼梯结构设计应采用与主体结构联合分析的方法,以获得在复杂边界条件下楼梯结构真实的力学响应。     

预制装配式地铁车站肥槽回填施工力学行为研究

依托长春地铁2号线袁家店站预制装配式地铁车站,利用MIDAS GTS NX软件建立单环地层-结构模型,考虑肥槽分级回填,分析回填不同材料时车站结构在位移、变形、内力等方面的变化趋势和分布规律,找出预制装配式结构的薄弱部位。结果表明:结构的薄弱部位主要集中在拱肩、拱脚及边墙底部;回填素混凝土与回填土相比结构内力和变形差异较小;拱脚处施加钢支撑可显著改善结构拱脚处的受力。研究结果可为预制装配式地铁车站的设计和施工提供参考。     

基于不同基础模拟方式的钢-混凝土组合高架独柱车站抗震分析探讨

高架车站是一种"站桥合一"的结构,它既是建筑,也是轨道交通结构的一部分。对于独柱长悬臂高架车站而言,其结构抗震冗余度低,抗震分析尤为重要。钢-混凝土组合独柱车站结构是一种新型结构体系,其构件尺寸小,自重轻,有更强的抗震变形能力,它在地震作用下的具体表现值得研究。民用建筑设计规范和城市轨道交通设计规范对高架车站计算中的基础模拟有不同规定,有必要对不同基础模拟方式下的抗震分析结果进行探讨。通过具体的工程实例,建立多个比较分析模型,分析不同基础模拟方式之间的计算结果差异,给出设计建议。其一,由于独柱结构在地震作用下的扭转效应,需要特别关注边部构件的设计;其二,基于独柱结构的特殊性,设计应考虑桩土共同作用,对于土弹簧的不同取值应进行包络设计;其三,对于独柱结构的主要构件应进行抗震性能化设计,独柱墩的性能目标建议为大震斜截面弹性、正截面不屈服。