基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》的地铁地下结构抗震设计问题探讨

GB 50009—2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》的颁布为我国城市轨道交通结构的抗震设计提供了技术标准。如何理解和运用该规范是做好地下结构抗震设计的基础。针对该规范,通过与地上民用建筑抗震设计相关参数的对比分析,重点对地铁地下结构的抗震设防目标及水准、地震动参数及抗震措施等方面进行了探讨。结果表明:对于一般的地铁地下结构可遵循"两水准、两阶段"的设计思路;结构抗震设计地震动参数的选取应与其设计基准期一致;结构抗震等级应通过结构形式、结构高度、地震烈度等综合考虑确定,并根据不同抗震等级来进行结构抗震措施的调整;应明确地震作用效应调整方法,尤其针对地下区间矿山法马蹄形和盾构圆形隧道,应给出更为具体的抗震构造措施,以完善地铁地下结构抗震措施的可操作性。     

日本铁路桥梁的抗震设计方法

简要介绍近年来日本铁路桥梁的抗震规范和抗震设计方法,并对三个阶段抗震设计中的一些重要概念通过实例进行解释,以桥墩为例介绍抗震"性能设计法"的应用以及设计过程参数的选用。     

铁路客站板壳结构站台雨棚抗震性能分析

随着高速铁路快速发展，车站站台雨棚不仅满足为旅客遮风挡雨的基本服务功能，还要兼顾造型美观的要求。板壳结构雨棚将两者需求同时兼顾，但这种板壳结构的屋面板雨棚结构形式受力复杂，需对其进行抗震性能研究，明确其主要的力学性能。采用有限元软件建立雨棚结构的三维力学模型，并完成了多遇地震和罕遇地震激励下雨棚的动力响应计算，得到了结构关键部位的位移、加速度、应力响应及结构损伤情况。同时，对不同跨度/波长比值的板壳结构雨棚模型进行分析。结果表明：悬挑部分对结构整体的地震效应影响较大，抗震的薄弱环节位于悬挑一侧的边柱柱脚和梁柱节点处；多遇地震作用下，雨棚结构的最大层间弹性位移角满足规范要求；罕遇地震作用下，结构构件仍处于弹性阶段内，设计的结构能够实现预期的抗震设防目标。     

复杂地下大空间综合体抗震性能分析

在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,采用动力时程分析方法对上海市临港新城复杂地下大空间综合体工程进行系统的抗震性能分析。建立了该复杂地下结构的三维精细化有限元分析模型,并基于混凝土极限拉应变假设理论,考虑混凝土材料弹塑性变化的力学行为,分别给出中震和大震作用下结构的基准地震响应,从而评价该复杂地下结构的抗震性能。分析结果表明:在中震作用下,结构受力仍处于弹性阶段;在大震作用下,结构能够满足弹塑性变形验算。     

金水沟特大桥弹塑性抗震分析

为了深入了解高墩大跨预应力混凝土刚构连续梁桥在罕遇地震下结构的反应特征,利用Midas/Civil软件,混凝土和钢筋分别采用Mander本构关系和修正梅内戈托与平托本构关系,建立结构的纤维模型,对金水沟特大桥进行罕遇地震下的弹塑性抗震分析。分析结果表明,纤维模型可以有效模拟结构地震下的反应,在罕遇地震下的强度与变形均满足规范,满足"大震不倒"的抗震设防要求,并且还有一定的安全储备;对于金水沟这类高墩大跨刚构连续梁桥,横桥向墩底为控制截面,顺桥向连续梁墩墩底、刚构墩的墩顶与墩底均为控制截面,并且结构顺桥向的地震力较横桥向更为控制结构设计。     

对钢筋混凝土建筑抗震设计的几点思考

钢筋混凝土结构是应用最广泛的结构形式之一,是工业与民用建筑中最常见的结构类型。针对钢筋混凝土结构的抗震设计中诸如楼梯构件、填充墙、抗震概念设计、抗震措施和抗震构造措施等方面提出一些值得注意的问题,供大家参考。     

现行建筑抗震设计规范多高层钢结构梁柱刚性连接设计方法的技术矛盾

对我国现行《建筑抗震设计规范》中关于多高层钢结构房屋梁柱刚性节点连接的设计规定进行了深层次分析,指出该规定与同一规范第5.4.2条的＂强连接＂要求存在矛盾。在相同设计条件下按照规范的规定做多遇地震作用下的连接设计时,可分别设计出三种抗震性能相差悬殊的连接作法。按照规范公式Mu≥1.2Mp进行中震或大震作用下弹塑性阶段的抗震连接计算时,得出的结果却不能满足抗震要求,存在安全隐患。为了确保满足规范第5.4.2条应实现＂强连接＂的抗震设计强制性条文规定,提出了相应解决方案,针对所讨论的问题进一步推出几种耐震型连接节点作法和相应的计算方法,推荐了既有良好抗震性能又较符合我国国情的新型节点形式。     

典型站房高架候车室受力特征及抗震性能研究

研究目的:以某典型站房高架候车室为研究对象,对其进行动力时程分析,找出其受力特征和性能特点.探讨高架候车室的抗震性能目标与关键构件的选择,并给出相应的抗震构造措施,为典型大型旅客站房的设计提供参考.研究结论:(1)在多遇及罕遇地震下,结构位移角往往不是站房高架候车室的控制性指标;(2)高架候车室结构的抗震"薄弱层"为高...     

高架车站设计中的三种抗震规范参数比较

比较了《建筑抗震设计规范》、《城市轨道交通结构抗震设计规范》和《铁路工程抗震设计规范》在高架车站设计中所用地震参数的异同,包括地震重现期、反应谱曲线构成、衰减指数等,得到《城市轨道交通结构抗震设计规范》对多遇地震下低烈度区软弱场地的地震作用提高最多,比《铁路工程抗震设计规范》约提高30%,比《建筑抗震设计规范》约提高80%。通过某场地条件下高架车站墩柱截面设计比较,得到《城市轨道交通结构抗震设计规范》比《建筑抗震设计规范》圬工量提高20%。     

济南轨道交通建设中地铁建筑抗震设计标准探讨

针对济南市的地质条件和地震响应特征,在参考国家和其他省市相关抗震设计规范基础上,探讨济南市地铁建筑的抗震设计标准。结论如下:济南轨道交通建设中地铁建筑结构的抗震设防目标拟定为"中震不坏,大震可修",其抗震设防烈度为7度;抗震设计时应考虑场地条件对地震动频谱特性和幅值的影响;地铁建筑结构应分别进行设防地震作用下的内力及变形分析和罕遇地震作用下的变形分析。后续研究中拟通过振动台模型试验,分析确定适用于济南市地铁建筑的抗震设计方法。     

罕遇地震下城际铁路连续梁桥延性抗震设计

研究目的:罕遇地震作用下,城际铁路桥梁结构可能进入到弹塑性工作状态,对城际铁路桥梁结构进行弹塑性地震响应分析和延性抗震设计具有重要的工程价值和研究意义。结合大连市金州新区至普湾新区城际铁路工程的设计实例,基于纤维梁柱单元模型的基本原理,建立主桥(25+30+25)m预应力混凝土连续箱梁桥的弹塑性分析模型,采用傅里叶变换和反复迭代法将铁路规范反应谱拟合为地震动时程曲线,进行罕遇地震下桥梁的地震响应分析及桥墩延性抗震设计。研究结论:结果表明:地震激励下,仅制动墩进入到塑性状态,延性系数最大值为3.02,小于规范给定值4.8,抗震验算满足规范要求。本文给出的桥梁弹塑性分析方法和延性抗震设计结果为城际铁路连续梁桥的延性抗震设计提供了一种实用手段和依据。     

宿淮铁路(江苏段)桥梁设计技术创新

介绍宿淮铁路2座特大桥结构体系设计创新特点。理论计算分析表明:采用主跨132 m连续梁-拱组合体系单线桥可有效降低梁高,节省造价,施工和运营状态下,结构的强度、刚度、横向稳定、行车舒适度性等指标均满足规范要求;主跨108 m连续梁采用双向减隔震体系后,正常使用状态及多遇地震下结构正常工作。当设计地震及罕遇地震发生时,减隔震体系显著降低地震反应,避免了重要部位破坏,保证了桥梁结构的安全性,具有明显的经济效果。     

郑州市城郊铁路工程独柱高架车站抗震分析

结合郑州市第一座独柱高架地铁车站工程实例,采用三维有限元模型,对多遇地震下墩柱混凝土压应力、钢筋压应力、钢筋拉应力、墩柱稳定性应力进行分析,对罕遇地震下墩柱弯矩进行了分析。同时在抗震要求下,对结构强度,结构变形进行分析计算,结果表明独柱高架地铁车站主体结构在地震作用下是安全,可靠,能够达到抗震设计要求。     

支座摩阻效应对大跨长联连续梁桥地震反应的影响分析

为了解支座摩阻效应对长联大跨连续梁桥地震反应的影响,并得出可应用于工程的相应简化计算方法,以处于高烈度区的某铁路大跨长联连续梁为工程背景,按照不计与计入活动支座摩阻效应两种工况,利用Midas/Civil软件建立结构的三维空间杆件模型,并选用软件中的两种双线性理想弹塑性单元模拟支座的摩阻,采用非线性时程分析方法,对结构进行多遇地震下的地震反应分析。分析结果表明,对于这种设置1个固定墩的大跨长联连续梁结构,是否计入活动墩的支座摩阻效应对固定墩的设计影响很大,设计中需要考虑活动墩的支座摩阻。对于此类结构采用反应谱法进行多遇地震下的抗震计算时,活动墩顶的水平地震力可以直接用支座承受的竖向力乘以给定的支座摩阻系数,固定墩顶的水平力用反应谱计算值减掉活动墩水平摩擦力之和的0.8倍,可以满足工程设计精度要求。     

高烈度震区铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能分析

高烈度震区桥梁在地震作用下的结构响应较为复杂,传统的抗震设计很难实现桥梁的抗震性能目标。通过对1座位于9度震区的桥梁进行E1地震作用下的多振型反应谱分析以及E2地震作用下的非线性时程分析,计算结果表明,在E1和E2地震作用下采用铅芯橡胶支座隔震桥梁的地震响应较未隔震桥梁均有大幅减小。因此,对于位于高烈度震区的桥梁可通过合理的减隔震设计使结构地震响应大幅减小,从而可提高结构的抗震安全性,实现桥梁抗震性能目标。     

基于地震引起动水作用的深海斜拉桥抗震性能研究

目前,深海大跨斜拉桥正在不断建设,其跨度的变化以及所处的深水环境使得在地震作用下桥梁受力更加复杂,地震作用下不但要考虑桩-土的相互作用,还要考虑地震引起的动水压力对结构的影响。为了分析地震引起的动水作用对斜拉桥动力特性和地震响应的影响程度,以及不同水深下动水力对深海斜拉桥地震响应的变化规律,基于一座现代大跨深水斜拉桥为工程背景,利用有限元软件建立三维模型,采用"m"法来考虑桩-土相互作用,用基于Morison方程的附加质量法来考虑地震引起的动水压力,结果表明动水对结构地震特性有较大影响,因此在斜拉桥抗震设计时动水作用不可忽略。     

太白路桥减隔震设计分析

为满足太白路桥的高烈度抗震要求,对该桥进行了减隔震设计分析。利用Midas/Civil软件对该桥进行了非线性时程分析,并对比了减隔震设计前后桥梁的地震响应。结果表明:安装粘滞阻尼器和E型钢支座后,桥梁固定墩的纵向和横向墩底弯矩和剪力都明显减小;桥梁纵向和横向梁端位移也明显减小;固定墩墩顶位移在纵向和横向也减小很多。采用本文提出的减隔震设计方案后,太白路桥能够满足所在地区的抗震要求,大大提高了桥梁结构在地震作用下的安全性。     

土岩复合地层地铁车站结构抗震分析研究

为研究土岩复合地层地铁结构在地震作用下的受力状态和变形规律,结合大连市某地铁车站工程,采用Midas GTS有限元数值软件,建立三维模型进行动力时程计算,研究结果表明:地下结构跨越土岩分界面地层比在均匀土层中的受力更加复杂,是结构抗震的薄弱部位;结构侧墙各测点的位移随着土岩分界面埋深的增加而增加,在结构底板位置位移达到...