地铁车站结构地震作用实用计算方法

地铁车站结构地震作用实用计算方法
一、等效静力法
参照铁路隧道结构地震作用分析方法，地铁车站可采用等效静力法进行地震作用分析。

其地震作用工况荷载图示如图1所示。

图1 等效静力法荷载图示
1、惯性力：
F1＝ηm1A g/H (1-1)
F2＝ηm2A g/B(1-2)
P i=ηm i A g(1-3) 式中，η——水平地震作用修正系数，岩石地基取值0.20，非岩石地基取值0.25；
F1——侧墙自重惯性力；
F2——顶板覆土自重（包括地面超载）惯性力；
P i——作用于各层板处惯性力；
m i、m2、m3——分别为侧墙、上覆土（等效）质量；
m i——各层板（含本层梁及上、下各半层柱）自重（包括活载）；
A g——地震动峰值加速度；
H、B——结构高度、宽度。

2、地震主动土压力增量：
(2-1)
(2-2)
(2-4)
式中，——
——主动土压力系数；
——地震主动土压力系数；
——计算点以上土的加权平均天然重度；
——修正后土的重度；
——计算点至地面高度；
——土的内摩擦角；
——
——地震角，按表1-1取值。

地震角表1-1
二、反应位移法
天然地层在发生地震时，其振动特性、位移、应变等会随不同位置和深度而有所不同，从而会在对处于其中的地下结构产生影响。

一般来说，这种不同部位的位移差会以强制位移的形式作用在结构上，从而使得地下结构产生应力和位移。

反应位移法就是根据以上原理建立起来的一种计算方法，它是以地下结构所在位置的地层位移作为地震对结构作用的输入。

利用反应位移法进行地下结构地震作用计算时，一般也考虑两种作用：惯性力和地层水平变形。

反应位移法荷载图示如图2所示。

图2 反应位移法荷载图示
其中，惯性力可采用与等效静力法相同的计算方法。

地层变形可采用水平成层土场
地地震反应分析程序shake91等进行分析得到。

估算时，也可参考美国BART抗震设计细则，取。

其中，为横
波在地层中的传播速度，可按表2-1取值。

横波在土层中的传播速度表2-1
土的种类传播速度(m/s)
紧密的粒状土 300
粉砂 150
普通粘土 60
软粘土 30
参考书目：
1、《地铁设计规范》GB50157－2003
2、《铁路工程抗震设计规范》GB50111－2006
3、《铁路隧道设计规范》TB10003－2005
4、《铁路工程设计技术手册隧道》，中国铁道出版社，1995
5、《地下结构》，郑永来、杨林德、李文艺、周健编著，同济大学出版社。