地铁地下结构抗震性能分析
地铁车站抗震设计分析
地铁车站抗震设计分析摘要:地铁地下结构是城市重要的公共基础设施,对城市生命和经济具有重大意义,因此对地铁地下结构进行抗震设计是非常必要的。
本文以某标准两层车站为计算模型,采用反应位移法和时程分析法两种方法进行地铁车站结构地震反应计算,并结合相关规范对计算结果进行了分析讨论,为类似工程及地下结构抗震研究具有一定的参考意义。
引言随着城市化的不断发展,为解决交通拥挤及效率问题,我国各大城市地铁建设迅猛发展。
地铁工程是城市重要的社会公共基础设施,其结构复杂且一旦损坏难以修复,会造成重大的经济损失。
而地铁等地下结构在地震中遭受重大震害的情况已有先例,如1985年墨西哥Ms8.1级地震造成的地铁隧道和车站结构破坏、1995年日本阪神Ms7.2级地震引起神户市大开地铁车站的严重破坏[1-3],因此对地下结构进行抗震分析是十分必要的。
众多学者对地铁等地下结构的抗震理论及规范进行了研究。
刘晶波等[4]阐述了地下结构抗震分析的五个关键问题,包括动力分析模型、结构-地基系统动力相互作用问题分析方法、地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能评估方法、抗震构造措施,和地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施。
侯莉娜等[5]将《城市轨道交通结构抗震设计规范》和地上民用建筑抗震设计规范进行了对比分析,指出地铁地下结构可遵循“两水准、两阶段”的设计思路及地下结构抗震设计地震动参数应与其设计基准期一致等。
陈国兴等[6]对地下结构震害、动力离心机和振动台模型试验,以及工程师在地下结构抗震分析中可能用到的有效设计与分析方法等方面涉及的重要问题进行了简要和全面的回顾。
本文结合某标准两层车站的工程实例,阐述地铁地下结构抗震反应分析方法,并对计算结果进行分析,为城市地下结构抗震评估提供一定参考。
1.车站抗震反应分析概况1.1工程概况车站结构型式为地下两层两跨箱型框架结构,明挖法施工,标准段宽为20.1m,基坑开挖深度约为17m。
标准段剖面图如图1所示。
地下结构震害及抗震分析方法综述
地下结构震害及抗震分析方法综述安腾【摘要】At present, China has begun to develop underground space, especially the subway projects. Usually, the underground structure has good seismic performance, and relatively few earthquake disasters. But if the underground structure is damaged by the earthquake, it will cause serious damage and cannot be repaired. This paper mainly introduces the seismic hazard characteristics of underground structures and compared the methods of seismic analysis of underground structures, such as the reaction displacement method, free field deformation method and so on.%目前,我国开始大力发展地下空间,尤其是地铁工程.通常情况下,地下结构具有良好的抗震性能,地震灾害相对较少.但是地下结构一旦遭受地震破坏,将会带来严重损失并且难以修复.本文主要介绍了地下结构的地震灾害特征以及常用的地下结构抗震分析方法.并且对比分析了反应位移法、自由场变形法和地震系数法等的特点以及不足.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)011【总页数】2页(P244-245)【关键词】地下结构;地震灾害;抗震性能;反应位移法【作者】安腾【作者单位】榆林学院,榆林719000【正文语种】中文【中图分类】TU930 引言随着现代城市的不断发展与人口的迅速增长,人类对生活空间的需求也不断扩大,地下结构的不断发展便是其真实写照。
地下车站抗震案例分析
地下车站抗震案例分析摘要:目前是我国轨道交通行业快速发展的时期,地铁建设如火如荼。
地铁作为百年工程,关系国计民生,地铁结构必须满足抗震的要求。
本文以某地下车站为例,采用非线性时程分析法对地下车站抗震有限元计算。
关键词:轨道交通;车站;抗震;非线性时程法1、案例概况本文以某沿海城市地铁1号线某车站为例。
该车站采用明挖法施工,为地下两层12m岛式站台车站,采用地下两层双柱三跨钢筋混凝土框架结构。
本工程抗震设防分类为乙类,抗震等级为三级,按7度抗震设防烈度要求进行抗震计算。
2、抗震分析抗震设计中地震效应的计算方法有反应位移法,地震系数法,弹性时程方法,非线性时程方法等。
根据规范要求,采用反应位移法和时程分析法进行抗震效应计算。
本文仅介绍采用非线性时程分析法对车站进行有限元抗震计算。
由于本站分布均匀、规则且纵向较长,结构分析采用平面应变分析模型。
2.1计算模型建模时取1延米平面框架,柱按抗弯刚度等效原则转化为墙,根据抗弯刚度等效原则计算等效墙厚。
岩土采用平面应变单元、结构采用梁单元进行有限元建模。
岩土采用摩尔-库伦理想弹塑性模型,结构采用线弹性模型。
岩土单元的尺寸约为1m×1m,以满足动力分析的要求。
计算模型底面采用固定边界,侧面采用粘性人工边界。
模型底面取至<17-2>号散体状强风化花岗岩层面,顶面取地表面,侧面边界到结构的距离取结构水平宽度的3倍。
计算模型2.2计算地震波本文选择3组地震波进行计算:结语:非线性时程分析法进行抗震分析,能够计算地下结构的抗震能力,指导结构设计和施工。
实际施工时,需要采取必要的抗震构造措施,在薄弱部位进行加强,完善结构受力转换体系,保证结构承载力和安全性,采取必要的辅助施工措施,同时优化施工步序和现场组织。
参考文献:[1]赵真.抗震概念设计刍论[J]. 国际地震动态, 2015(5):47-48.。
某典型地铁车站结构抗震分析
一
、
引 言
率为 1 O %和 2 % 的地 震 动 加速 度 进 行 中震 和 大 震 计 算 其 幅值 分别为 5 2 g a l 和 9 6 g a l 。 中震 的加 速 度 时程 及 频 谱特 征 曲线
随着城市地铁建设 的飞速 发展 ,城市地铁 已成为城市整
体 抗 震 防灾 的重 要 组 成 部 分 ,另 外 ,地 下 结 构 一 旦 在 地 震 中
图4 中震 时 柱 端 弯 矩 时 程 曲线
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图7 中震 时 柱 端 柱 端 横 向相 对 位 移 时程 曲线
1 2 1
图 4和 图 5分 别 为 中震 和 大 震 时柱 端 弯 矩 时 程 曲线 , 由 图 可 见 ,柱 端弯 矩 最 大 值 分 别 为 8 4 4 K N m和 1 9 3 4 K N m,
与 静 力 时 的柱 端 弯 矩 值 ( 1 5 5 K N m )相 比 ,增 量 非 常 大 。由 此 可 见 ,柱 子 为 轴 向受 力 构 件 ,静 力 时 柱 端 弯 矩 较 小 ,而在 地 震 作 用下 ,柱 子 两 端 相 对 位 移 增 加 导 致 柱 端 弯 矩 有 较 大 的
矩 和 结构 变 形 两 方 面评 价 了 结构 的抗 震 性 能 。计 算 分 析 表 明该 结 构 具 有 较 好 的 抗 震 性 能 ,结 构整 体 满 足 抗 震 要 求 。 论 文 研 究 成果 可供 相 关 类似 工 程 的设 计 提 供 参 考 。 关 键 词 : 地铁 车 站 结构 ;地 震 响应 ;抗 震 性 能 ;框 架 结 构 中图分类号:T U 5 2 8 文 献 标 识 码 :A 文章编号:1 0 0 6 — 7 9 7 3( 2 0 1 3 )0 1 — 0 1 2 0 — 0 3
城市轨道交通地下结构抗震分析与设计
城市轨道交通地下结构抗震分析与设计摘要:轨道交通在城市建设中已成为重要的交通设施,因此有必要进行抗震设计,使轨道交通工程具有更为合理的抗震害能力,更好地保证城市轨道交通结构的地震安全性,减少地震造成的破坏。
本文对城市地下轨道交通工程的结构抗震设计进行了全面的分析和研究,希望能对同行工作者提供一些有价值的参考。
关键词:轨道交通工程;轨道交通工程结构;抗震;设计引言随着城市化的发展,城市交通条件和环境条件日益恶化。
交通拥堵和低效已成为各大城市的通病。
人们逐渐认识到,以地下铁道为骨干的大运量快速公交系统是解决这一问题的重要途径。
实践证明,地铁具有快速、高效、清洁的特点,在世界发达地区如东京、莫斯科、伦敦等大城市的客运中发挥着不可替代的作用。
近年来,中国的地铁建设也得到了快速的发展。
地铁工程是生命线工程的重要组成部分,其地震问题已成为城市工程抗震防灾减灾研究的重要组成部分。
在美国、日本等国家,对地铁等地下结构的抗震设计理论进行了研究,提出了一些实用的抗震设计方法。
然而,我们对这一领域的研究却相对滞后。
到目前为止,还没有独立的抗震设计规范。
GB50157—92《地下铁道设计规范》和GB50157—2003《地铁设计规范》对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定,其原因主要是研究工作开展不够,对地下结构抗震设计方法缺乏系统研究。
长期以来,地铁结构的抗震设计基本是参照GBJ111—87《铁路工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》,采用地震系数法进行的。
地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷,比如按照地震系数法,作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加,这与实际情况明显不符。
出现这一局面的原因与人们对地下结构震害的认识不无关系,在地层可能发生较大变形和位移的部位,地铁等地下结构可能会出现严重的震害,因此对其抗震问题应给予高度重视。
一、关于地下结构抗震研究和地下结构较为常用的地震分析方法 1.关于原型观测的方法分析这种方法主要是研究地下结构的地震反应规律和破坏机理,主要包括地震观测和损伤调查。
轨道交通地下车站结构抗震性能化设计分析
轨道交通地下车站结构抗震性能化设计分析摘要:近年来,我国的城市化进程有了很大进展,轨道交通工程建设也越来越多。
地下铁路是大城市发展的必需,其作为城市交通的骨干,能够很好的缓解交通压力,提高交通效率。
我国地震灾害发生频繁,地下铁路结构抵抗地震破坏作用的能力非常重要,直接关系着城市交通秩序和人民生命财产安全。
我国目前地铁建设发展比较迅速,关于地下结构的设计规范逐渐完善,但是对于地下结构抗震方面相关的研究还相对较少。
因而对地铁地下结构的抗震设计与分析十分有必要。
关键词:地铁;地下车站;抗震设计;反应位移法引言城市轨道交通车站在地面以上的称之为高架车站,车站具有一般地面建筑的特征和交通建筑的形态。
其作为城市主要的交通网,承担着城市交通的主要功能,其结构自身荷载大,安全等级高,结构抗震要求严格。
1抗震设防标准(1)对轨道工程中的地下车站结构和相关的地面附属结构比如是交通控制中心建筑,整体设计要大于等于100年;(2)地下车站中支护结构为永久性构建,保证刚度的条件下,要保证有100年的使用年限。
2抗震性能分析方法概述实际工程中,主要通过数值模拟对地下结构的抗震性能进行理论分析。
常用的数值模拟方法可分为以反应位移法、反应加速度法为代表的拟静力法,和以反应谱方法、时程分析法为代表的动力分析法两类。
反应位移法根据一维土层地震反应分析得到土层相对位移,由土层变形计算得到内力,并以地基弹簧的形式施加静荷载于结构上,从而获得结构的响应。
反应加速法通过一维土层地震反应分析获得的动力响应,计算得到不同深度处水平有效惯性加速度,并将其按体积力的方式作用与结构上,最终得到结构的响应。
拟静力法缺陷在于静力计算所得内力一般较实际动力值偏大,且对地震波的等效处理往往难以符合其不规则动态传播的实际情况。
反应谱方法相对于拟静力法增加反映了地震的频谱特性,但仍然无法考虑地震力持续作用的影响,其本质上属于一种修正的拟静力分析方法。
动力时程分析法可以全面地表达地震动强度、频谱特性和持续时间三大要素,分析具有过程性,更加符合实际情况,其缺陷在于计算时有较多的物理参数难以准确设定,且计算成本较大。
地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题
地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题摘要:近年来,随着我国经济的高速发展,城市现代化进程的日益加快,人口逐渐向城市中心高度集中,为缓解交通压力,开发地下空间建立地下交通枢纽尤为重要。
与此同时,地下空间的开发必然考虑抗震的安全性要求。
大型地铁地下结构空间有限,人员高度集中,一旦地震灾难的发生必将导致生命财产的重大损失,同时也将破坏地下结构从而影响地表结构与地表建筑。
所以针对地铁地下机构的抗震分析以及优化设计地跌地下结构,合理解决设计中的关键问题极其重要。
根据我国的现状研究,发现在于地铁地下结构抗震方面的研究仍然不够完善。
本文将基于目前我国的地铁地下结构的抗震分析和设计方法的基础上,针对地铁地下机构的抗震分析和设计方法中的几个关键性问题进行重点研究与阐述。
关键字:抗震分析;地下结构;地铁设计一、重要性分析地铁工程作为一个城市交通的重要工程,也是一个城市的生命线工程,引发越来越多的人高度关注。
我国的地铁建设还在发展和探索阶段,据研究资料显示,日本和美国等,对地铁地下结构的抗震分析都做过大量的研究分析,但是中国在这领域的研究则就没有国外投入的精力多,也就相对滞后。
我国应该在这方面进行完善,对地铁地下结构的抗震问题给予更多的重视。
在1995年的日本阪神大地震中,日本神户市的地铁区间以及部分地铁车站遭遇了严重的破坏,地下结构部分出现相当大的变形,对地上交通也造成了巨大的损失。
所以,地铁的地下结构抗震问题应该要因其交通部门的高度重视,很多人都认为地震作用下,地下结构遭受的破坏程度要远远低于地上结构,但是日本的事实摆在眼前,所以我国的相关部门应该以日本的这次地震为前车之鉴,高度重视起我国的地震地下结构抗震设计,做到防范于未然,将地震给地铁的地下结构所带来的破坏程度降到最低,也最大程度上保证城市居民的出行安全。
二、地下结构的抗震研究考虑到地层的约束,相比地上结构而言,地下结构被认为具有良好的抗震性能。
但是,通过对近些年来国内外地下结构地震灾害现象的调查研究,在地震作用下,地下结构的破坏现象也相当普遍,对地下结构抗震性能的研究也在实际的设计工作中不断推进。
兰州地铁某地下车站的抗震分析
兰州地铁某地下车站的抗震分析兰州地铁某地下车站的抗震分析近年来,由于地震灾害的频发,地下建筑的抗震安全问题备受关注。
而随着城市发展的需要,地铁建设成为各大城市的重要任务之一。
作为国家西部重要的交通枢纽和省会城市,兰州市的地铁建设也在稳步推进中。
其中地下车站是地铁工程中重要的组成部分,其中的抗震设计显得尤为重要。
某地下车站位于兰州市中心区域,受到了来自兰州地壳构造的巨大挑战。
因此,为了保障乘客和工作人员在发生地震时的安全,必须进行充分的抗震分析与设计。
本文旨在对兰州地铁某地下车站的抗震性能进行分析,并提出相应的加固措施。
首先,我们需要了解地震波的特点。
地震波是地震地表运动的传播形式,包括P波、S波和表面波。
P波是最快传播的波,具有不可压缩性能,对土层和建筑物的影响相对较小。
S波由于其横向振动特性,容易引起建筑物的破坏。
而表面波是地震波中速度最慢、振幅最大的波,对地下车站的影响最大。
接下来,我们需要对地下车站的结构特点进行分析。
地下车站一般采用开挖法施工,该施工方法会对地下结构造成一定的影响。
车站通常采用多层结构,包括上部建筑和下部的地下盖板。
车站的地基是支撑整个结构的重要组成部分,其稳定性直接关系到车站的抗震性能。
在进行抗震分析时,我们首先需要对车站的地基进行评估。
地基的稳定性与地下岩层的坚固程度、地下水情况等因素密切相关。
在兰州市地下车站的地基状况中,由于兰州位于地壳构造带上,地质条件复杂,地下岩石层断层较多,岩土层间充满了断层带和节理面。
因此,在设计过程中需要充分考虑这些地质因素的影响。
其次,我们需要进行结构的抗震评估。
车站结构的抗震性能与选取的结构材料、结构形式以及连接方式等有关。
在车站建设中,一般采用钢筋混凝土结构,该结构具有一定程度的韧性,能够吸收地震能量。
同时,在地震发生时,它能够通过变形来分散地震力。
为提高车站的抗震性能,我们可以采取一系列加固措施。
首先,可以增加结构的刚度,通过加大构件尺寸或选择更高强度的材料来增强结构的抗震能力。
地铁车站结构抗震分析
地铁车站结构抗震分析摘要:随着城市化的进程,各个城市的规模日益扩大,进几年来各个城市对城市轨道交通建设的投入也不断加大。
过去人们普遍认为,地下建筑结构具有良好的抗震性能。
然而近年来世界各地已发生的地震灾害中,发现很多地下结构也遭受了不同程度的破坏,甚至部分出现了很严重的破坏。
目前地铁抗震设计主要参考《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)进行抗震计算。
本文将以浙江金华地铁工程的某个地下车站为例,采用“I反应位移法”分析地震作用的工况,并提出一些抗震方面的意见和建议。
关键词:城市轨道交通;抗震性能;反应位移法;地震作用工况1 车站抗震设计概况1.1工程概况地铁车站为金华-义乌-东阳市域轨道交通工程一个站。
车站为地下一层侧式车站,主体结构为地下一层单柱双跨钢筋混凝土框架结构,标准段宽度为17.6m,顶板覆土厚度2.8-3.2m,底板埋深12.1m,车站总长291.1m。
车站结构采用明挖法施工。
图一:车站标准横断面1.2抗震设防目标依据住房和城乡建设部下发的《市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)》及《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014),并考虑到轨道交通地下车站的重要性和震后修复难度,抗震设防目标如下:(1)结构在遭受相当于本工程抗震设防烈度的地震影响时,即475年一遇地震动作用下,不破坏或轻微破坏,应能够保持其正常使用功能,结构处于弹性工作阶段,不应因结构的变形导致轨道的过大变形而影响行车安全;(2)结构在遭受高于本工程抗震设防烈度的罕遇地震(高于设防烈度1度)影响时,即2450年一遇地震动作用下可能破坏,经修补,短期内应能恢复其正常功能,结构局部进入弹塑性工作阶段。
475年一遇地震作用,对应50年超越概率10%地震作用,即《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)中E2地震作用。
2450年一遇地震作用,对应50年超越概率2%地震作用,即《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)中E3地震作用。
浅析地铁等地下结构的抗震分析和设计中的问题
浅析地铁等地下结构的抗震分析和设计中的问题摘要:目前我国还没有系统完善的地铁等地下结构抗震分析方法和专业的地铁等地下工程结构抗震设计规范,本文首先总结了我国地铁等地下工程结构抗震分析和设计的现状,围绕地铁设计当中的几个关键问题展开讨论,问题包括:合理的地铁工程结构的动力分析模型;有效的结构和土动力相互作用分析方法;地铁等地下工程结构破坏模式和地铁抗震性能的评估;地铁工程结构的抗震构造措施和地铁穿过地震断层时的设计和施工方法。
这些问题的分析和讨论有助于我国地铁工程结构设计的发展进步。
关键词:地铁抗震设计地下结构伴随着我国经济的发展,城市建设日新月异,城市交通的压力也越来越大,地铁以其高效、快速和清洁的优点成为各大城市的选择。
到目前为止,我国已进入了地铁建设的黄金期。
与此同时,必须认识到地铁工程也是城市生命线工程,地铁工程的抗震问题是城市防灾减灾和抗震的关键环节。
然而,国内还没有独立的地铁等地下工程结构抗震设计规范,现行《地铁设计规范》在地铁的抗震问题上只是做了简单的规定,没有对地下结构的抗震设计方法进行系统的总结和归纳。
出现这些问题的原因是由于人们对地下结构的地震危害认识不够,对地下结构的抗震设计不够重视,客观地说,地铁等地下结构的地震危害小于地上结构,但是国外的地震灾害(如1995年日本阪神大地震)证明在地下底层发生较大位移或变形时,地铁等地下工程结构同样会发生很严重的灾害,地铁等地下结构的抗震设计问题应该重视。
目前对地铁等地下结构抗震性能的研究主要是通过原型观测、模型试验及数值模拟进行,由于抗震问题的复杂性,没有哪一种方法能够全面且真实的解释和模拟地铁等地下工程结构的动力性能,而需要结合三种方法的结论进行综合比较分析。
本文主要分析总结地铁抗震分析设计中的几个关键问题。
1 结构和土相互作用的分析模型在地震作用时,地铁等地下工程结构和土会出现弹塑性和非线性的特点,相互之间的接触有可能出现局部的滑移和脱离。
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析摘要:在城市建设发展过程中,交通基础设施是城市建设和经济发展的重要基础和保障,交通基础设施的建设不仅进一步促进了城市的经济发展,而且为人们的日常出行提供了更为便利的条件。
根据城市轨道交通的特点和作用,充分挖掘城市空间,需要进行科学合理的规划和设计,才能使城市轨道交通具备良好的运输能力。
城市轨道交通作为重要的交通工具,如果在地震中遭受到严重破坏,将严重威胁人们的人身安全。
因此,在设计初始,既要满足轨道交通的运行能力,又要使轨道交通具有良好的稳定性和安全性,在城市轨道交通建设过程中,有必要在设计中提高地铁车站结构的抗震能力,以保障乘客的生命和财产安全。
抗震设计是满足地铁车站结构抗震能力的基础,地铁车站结构的施工是抗震设计的延续,是地铁车站结构具有较高抗震能力的保障。
为了完成地铁车站结构抗震设计,需要探讨以下要求:(1)抗震设防类别;(2)抗震等级及烈度;(3)论证对象的判定;(4)抗震设防目标;(5)抗震论证方法。
结合某城市地下车站抗震设计要求,进行了详细的分析和研究。
关键词:轨道交通工程;地下车站结构;抗震设计1 抗震设防目标1.1 抗震设防类别、烈度及等级根据城市轨道交通震后可能产生的经济损失和后果,地下车站结构的抗震设防类别可分为三类:(1)特殊设防类;(2)重点设防类;(3)标准设防类。
在上述地下结构功能分类中,通过计算平均日客流量确定地下车站结构类型。
在《城市轨道交通结构抗震设计规范》中,对三类设防结构给出了明确的结构抗震设计要求和规则,同时在抗震设计中应严格执行抗震设计标准,在结构施工及竣工验收过程中,还需要检查施工的执行情况,并将检查数据和实际信息进行记录,并建立完善的数据管理体系。
1.2 论证对象的判定随着城市轨道建设规模的增大和功能的更加完善,在目前的地铁车站结构的抗震设计中,一般地下车站项目的建筑面积均在10000多平方米以上,需要进行足够的抗震能力分析,以使地震结构符合抗震设计的内容标准。
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析发布时间:2022-09-22T07:25:21.246Z 来源:《工程建设标准化》2022年第5月10期作者:张强[导读] 随着我国国民经济的高质量发展,城市化逐渐成为目前我国的一项重要环节。
姓名:张强单位名称:天津晟源工程勘察设计有限公司 300143摘要:随着我国国民经济的高质量发展,城市化逐渐成为目前我国的一项重要环节。
城市化的发展,不仅能够确保人们的生活水平得以提高,同时也改善了人们的生活环境,使人民的生活水平进入一个更高的层次。
而在城市化的发展过程中,城市轨道交通工程的建设无疑是一项非常重要的工程项目。
(衔接不上)在轨道交通工程建设过程中,地下车站结构抗震设计是确保轨道交通工程在投入使用的过程中实现稳定运行的保障。
本文通过对轨道交通工程地下车站结构抗震设计进行分析,希望可以为轨道交通工程建设工作提供有效的保障。
关键词:轨道交通工程;地下车站结构;抗震设计;分析引言:城市轨道交通工程的大规模建设,在城市化的发展过程中具有至关重要的作用。
通过对该工程的抗震设计予以科学地把控,就能够使得城市轨道交通工程能够合理抵御地震所带来的破坏,为更好地实现城市轨道交通工程的正常运行打下坚实的技术基础。
通过对抗震设防地区的城市轨道交通工程进行设计,就能够保证城市轨道交通工程的建设工作能够更好地开展,使得城市轨道交通工程能够更好地造福人类。
一、抗震设防目标(一)抗震设防类别,强度以及等级根据我国城市轨道交通建设的相关要求,对城市轨道交通工程进行系统化的分类是尤为重要的一项工作。
其抗震设防类别主要分为以下几种,第一种特殊设防类,第二种重点设防类,第三种标准设防类。
在相对应的分类中,根据车站日流量,来进行消防类别的界定,就可以更好地确定车站结构的整体类型,为更好地开展城市轨道交通的建设工作打下坚实的基础。
除此之外,在开展城市轨道交通工程建设过程中,必须要对车站的抗震强度等影响城市轨道交通工程的因素进行严格的把控,同时在开展施工建设和竣工验收等相关环节的工作时,施工人员需要对工程的抗震能力进行测试,确保施工建设的整体质量能够符合实际的标准,并为更好地开展城市轨道交通工程的建设工作,打下坚实的基础。
基于某地铁车站的结构抗震分析
基于某地铁车站的结构抗震分析摘要:随着我国经济建设的迅猛发展、城市人口压力的不断攀升,地铁这种快捷而又便利的交通方式成为人们的首要选择。
伴随着地下结构的增多,以及近年来震害出现的伤亡,地铁抗震逐渐被人们开始重视,并加强了对地下结构建立抗震设计理论与方法的研究。
本文结合实际案例对地铁的抗震设计进行了分析研究,希望切实能提高地铁的抗震性能,希望同行可以指导交流。
关键词:地铁车站,抗震设计;引言随着城市化建设不断发展,城市人口也在不断攀升,交通拥堵成为了城市的难题,为了缓解压力,地铁建设成为了人们的首要选择,北京、广州等一些大城市已经建成了很多条地铁,然后随着地铁建设的发展,地铁抗震问题是当前迫切需要解决的问题。
1.车站抗震响应分析1.1车站概况某地铁车站为地下两层11m岛式车站,有效站台中心里程为右CK0+372.500,车站总长为455.2 m,有效站台长度为118m,标准段宽为18.3m,主体建筑面积为15511m2,附属建筑面积为1316m2,总建筑面积为16827m2。
车站采用明挖顺作法施工。
车站标准段主体结构宽度为19.7 m,顶板覆土约3.6 m,底板埋深约17.900m,采用地下二层单柱双跨钢筋混凝土框架结构。
本站附属结构含两个与车站上盖物业连接的出入口,出入口底板埋深约10.75 m。
图1为标准段横剖面图。
1.2 一维场地地震反应分析采用反应位移法进行地下车站结构的横向地震反应计算时,可将周围土体作为支撑结构的地基弹簧,结构可采用梁单元进行建模,考虑了由一维土层地震反应分析计算得到的土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力三种地震作用。
地基弹簧刚度以地基反力系数为依据,并考虑集中弹簧间距和车站纵向计算长度的影响,计算中所采用的地基反力系数采用该项目地勘报告。
图2为反应位移计算简图。
本工程抗震设防分类为乙类,抗震等级为三级,按7度抗震设防烈度要求进行抗震验算。
本站基岩处地震加速度时程采用50年超越概率10%(中震作用475年一遇工况)和50年超越概率2%(大震作用2450年一遇工况) 两个概率水准的基岩水平向地震动加速度时程,每概率水准一组,每组3条,计6条。
浅析地铁等地下结构的抗震分析和设计中的问题
S C I E N C E &T E C H N 0 L 0 G Y
墨圆
浅 析 地铁 等 地下 结 构 的抗 震分 析 和 设 计 中 的 问题 ①
王 涛 ( 中煤科 工集 团武 汉设计研 究 院 湖北 武汉
4 3 00 0 0)
摘 要: 目前我 国还没 有 系统完 善的地铁 等地 下结 构抗震 分析方法和 专业的地铁 等地下 工程结 构抗 震设计规 范, 本文首先 总结 了我 国地 铁等地 下工程结 构抗震 分析和设计的现状 , 围绕地铰 设计 当中的几个 关键 问题展 开讨论 , 问题 包括 : 合理 的地铁 工程 结构的动 力分析模 型; 有效 的结 构和土 动 力相互作 用分析方 法; 地铁 等地 下工程结 构破 坏模 式和地铁 抗震性 能的评 估 - 地铁 工程 结构的抗震 构造措施和地 铁 穿 过地 震 断层 时 的设 计和施 工 方法 。 这 些 问题 的 分 析 和 讨 论 有 助 于 我 国 地 铁 工 程 结 构 设 计 的 发 展 进 步 。 关键 词 : 地 铁 抗 震设 计 地 下 结 构 中图 分 类 号 : P 3 1 5 文献 标 识 码 : A 文 章编 号 : 1 6 7 2 —3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 ( b ) -0 0 5 9 —0 1 伴随 着我 国 经济 的发展 , 城市建设 日 新 月异 , 城 市 交通 的 压 力也 越 来 越 大 , 地 铁 以其高效 、 快 速 和 清 洁 的 优 点 成 为 各大 城 市 的选 择 。 到 目前 为止 , 我 国 已进 入 了地 铁 建 设 的黄 金 期 。 与 此 同时 , 必 须 认 识 到 地 铁 工程也是城 市生 命线工程 , 地 铁 工 程 的 抗 震 问题 是 城 市 防 灾 减 灾 和 抗 震 的 关 键 环 节。 然而 , 国 内还 没 有 独 立 的 地 铁 等 地 下 工 程结构 抗震 设 计规 范 , 现 行 《地 铁 设 计 规 范 在 地 铁 的 抗 震 问 题 上 只 是 做 了 简 单 的 规定 , 没 有 对 地 下 结 构 的 抗 震 设 计 方 法 进 行系统的总 结和 归纳 。 出现 这 些 问 题 的 原 因 是 由于 人 们 对 地 下 结 构 的 地 震 危 害认 识 不够 , 对地 下 结 构 的 抗 震 设计 不 够 重视 , 客 观 地说 , 地 铁 等 地 下 结 构 的 地 震 危 害 小 于 地 上结 构 , 但 是 国外 的地 震 灾 害 ( 如l 9 9 5 年 日本 阪 神 大 地 震 ) 证 明 在 地 下 底 层 发 生 较 大 位移 或 变 形 时 , 地 铁等地下工 程结构 同 样 会发 生 很 严 重 的 灾 害 , 地 铁 等 地 下 结 构 的抗 震 设 计 问 题 应 该 重 视 。 目前 对 地 铁 等 地 下 结 构 抗 震 性 能 的研 究 主要 是 通 过 原 型 观 测 、 模 型试 验 及 数 值 模拟进行 , 由于 抗 震 问题 的 复 杂 性 , 没 有哪 种 方 法 能 够 全 面 且 真实 的 解 释 和 模 拟 地 铁 等地 下 工 程 结 构 的 动 力 性 能 , 而 需 要 结 合 三种 方 法 的 结 论 进 行 综 合 比较 分 析 。 本 文 主 要 分 析 总 结 地 铁 抗 震 分 析 设 计 中的 几 个 关键 问 题 。
地铁车站抗震性能及相关问题研究
地铁车站抗震性能及相关问题研究摘要:我国核心城市人口随着高速的城市化进程的发展快速增加,大量的人口涌入和汽车普及给纾解交通带来了压力。
因此安全、便捷、快速的地铁逐渐成为城市的主要运输方式之一,随着1863年伦敦开通世界上首座地铁,各个国家的地铁建设相继提上日程,截止2017年我国地铁运营里程已达3800多公里。
值得关注的是,我国300多个城市中有一般位于7度及以上基本烈度,因此在合理评估地铁车站抗震性能、研究地震响应和制定抗震设计规范是十分有必要的。
关键词:地铁车站抗震性能问题研究前言与地上结构受地震的影响特征不同,土地对于地下结构的约束使其在地震时随土层运用,虽然在一定程度上减少了地震作用的影响,但并不意味着在地震作用下不发生损坏,比如日本阪神地震的大开站出现中柱破坏和严重的土体塌陷,地震作用的强大破坏力展现出地铁车站结构的不足。
因此对于地铁车站的抗震研究和安全评价随着地铁车站的大量修建逐渐被人们所关注。
1.地震对于地铁车站的危害与研究现状1.1地震对于地铁车站的危害从各类地铁车站的破坏实例和有限元分析中得出,地铁车站的中柱破坏程度往往是最大的,中柱作为最容易受到破坏的结构构件,弯曲、剪切、弯曲剪切联合破坏是主要的破坏类型。
弯曲破坏的主要原因是中柱的延性不够。
剪切破坏主要是箍筋屈服后的混凝土表面剪切破坏。
弯曲剪切联合破坏是因为结构抗弯刚度的下降导致裂缝的加深发展。
日本的阪神7.2级地震造成多处地下铁路结构收到损坏,这一现象引起了专家学者的关注,中国的汶川地震致使很多公路地下结构被损毁。
1.2地铁车站抗震研究现状国外学者对于地铁车站的抗震分析和动力响应特性有更深入的研究。
美国在建设旧金山区捷运隧道后设立了抗震设计的标准,苏联通过塔尔干地铁线路的建设增大了抗震设计理论研究水平,日本阪神地震后修订的设计规划形成了新的成果。
我国在地铁车站的不断建设中也取得了巨大突破和理论成果。
夏明耀的静力法和林皋的波动解法和相互作用解法都是创新性的理论方法。
地铁车站结构抗震设计
地铁车站结构抗震设计地铁车站作为城市交通系统的重要组成部分,其结构的抗震设计至关重要。
在地震发生时,车站结构的稳定性和安全性直接关系到乘客的生命安全。
因此,合理的抗震设计是确保地铁车站在地震中具备良好抵抗能力的关键。
一、地铁车站的抗震需求地铁车站作为载客量较大的交通枢纽,其结构的稳定性和抗震能力要求较高。
首先,地铁车站需要保证在地震中具有足够的结构刚度和强度,以抵抗地震产生的水平和垂直地震力。
其次,车站的组成部分如地下结构、地面结构、屋顶结构等都需要考虑到地震力的作用,设计合理的抗震措施,确保整个车站的稳定性。
此外,车站地下层与地表之间的连通结构,如通道、电梯等,也需要具备良好的抗震性能。
二、地铁车站抗震设计的原则1. 安全原则:地铁车站的抗震设计必须以安全为前提。
设计方案应该能够确保车站在设定地震烈度等级下仍然能够正常运行,并保护乘客和工作人员的生命安全。
2.可靠性原则:地铁车站的抗震设计需要考虑结构的稳定性和可靠性,确保在地震发生时不发生结构故障或倒塌。
3. 全面性原则:地铁车站的抗震设计需要全面考虑各个组成部分的抗震要求,包括地下结构、地面结构、屋顶结构以及通道、电梯等连通结构的抗震设计。
4. 经济性原则:地铁车站的抗震设计需要在满足安全性和可靠性的基础上,尽可能控制设计成本,避免不必要的浪费。
三、地铁车站抗震设计的具体措施1.结构刚度和强度设计:地铁车站的结构需要具备足够的刚度和强度,以抵抗外部地震力的作用。
通过合理的结构形式、结构材料的选择和构造的设计,增强地铁车站的抗震能力。
2.减震措施:为了减小地铁车站结构受到的地震作用,可以采用减震措施,如安装补偿器、减震器等。
这些措施能够吸收和消散地震能量,减小地震对车站结构的影响。
3.防震措施:采用特殊的地震抗震设备和材料,如防震支座、增强型混凝土等,可以提高车站的整体抗震性能,增强结构的稳定性。
4.维护和监测:地铁车站在运行过程中需要进行定期的维护和检测,确保设计的抗震措施始终处于良好状态。
地震与地下设施:地铁和隧道的安全性
地震是一种自然灾害,常常给人们的生命和财产安全带来威胁。
在地震发生时,地下设施如地铁和隧道可能面临损毁或崩塌等风险。
因此,研究地震对地下设施的影响以及如何提高地下设施的抗震能力至关重要。
本文将探讨地震对地铁和隧道的影响,以及如何提高地下设施的安全性。
一、地震对地铁的影响地铁作为城市公共交通的重要组成部分,受到了越来越多的关注。
但是,在地震发生时,地铁可能会受到严重的影响,如地铁车站结构失稳、轨道破坏等。
这些问题可能导致地铁服务中断,造成人员伤亡和经济损失。
1.地铁车站结构失稳地铁车站结构失稳是地震对地铁的主要影响之一。
地震波传播时,地下岩层中的地铁结构可能会遭受巨大的振动力,从而影响地铁车站的稳定性。
例如,1995年日本阪神大地震发生时,地铁车站中的柱子和墙壁发生了倾斜和变形,直接影响了地铁的功能和服务。
2.轨道破坏地震还可能导致地铁轨道破坏。
在地震波传播时,地下岩层的位移和应力变化可能会导致地铁轨道的扭曲和变形。
这些问题可能使地铁无法正常运行,从而造成交通拥堵和损失。
二、地震对隧道的影响隧道作为大型工程建设的重要组成部分,同样面临着地震的风险。
地震可能会导致隧道结构的破坏,从而对安全和经济造成严重影响。
1.支护结构失效地震可能会导致隧道支护结构失效。
在地震波传播时,地下岩层中的土体和岩石受到巨大的振动和应力,使得隧道的支护结构易于失效。
这些问题可能导致隧道坍塌和损坏,从而对人员和财产带来威胁。
2.地下水涌入地震还可能会导致地下水涌入隧道。
在地震波传播时,地下岩层中的地下水体可能会因为地震而受到扰动,从而涌入到隧道中。
这些问题可能导致隧道内部的安全和稳定性受到威胁,从而影响交通运输和经济发展。
三、如何提高地下设施的安全性为了提高地下设施的抗震能力和安全性,以下几点需要注意:1.选址规范在进行地下设施建设前,应该仔细评估地震风险,并遵循相关选址规范。
选址规范可以帮助工程师选择更加安全的地点,并采取适当的措施来减轻地震对地下设施的影响。
地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题
及设 计 中的几个 关键 问题
邢 佳殊
( 辽 宁工程技 术 大 学力 学与 工程 学院
摘 要
辽宁 ・ 阜新 1 2 3 0 0 0 )
针 对我国尚缺少完善的地铁地 下结构抗震分析方法和专ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ门的地铁 结构抗震设计规 范的现状 , 在分析 目前 我
国地 铁等地下结构抗震研 究及设计方法 的基础上 , 重点阐述 了需要迫切解决的五个关键 问题: 合理 的地下结构 动力分 析模 型, 高效的地 下结构——地基 系统动力相互作用 问题分析 方法 , 合理 而实用的地铁地下结构地震破坏模式和抗震
性能评估方法, 地铁地下结构抗震构造措施 , 地铁 区间隧道穿越地震断层 的设 计方案及工程措施。 这些 问题的研 究和
解决将为地铁地下 结构抗震设计规范或规程的制 定奠定 坚实的基础。
关键 词 地铁 地 下结构 土—— 结构动力相互作用 地震反应
文 献标 识 码 : A
抗震设计
中图 分 类 号 : T U7 1 2
~
远场 地 基 非 线 性 。 2土 — — 结 构 动 力 相 互 作 用 分析 的快 速 高 效 算 法
成的破坏 , 后者又完全把地下结构等同于地上 结构 。
5结 语
一
求 解 土 — — 结 构 动 力相 互 作 用 问题 的 方法 可 以分 为 解 析 地铁地下结构是重要 的生命线工程 , 造价高 , 使用周期长 , 法、 半 解 析 法 和 数值 法等 。由于 地 下 结 构 的 复 杂 性 , 解 析 法 和 旦发生破坏, 修复 困难, 直接和 间接经济损失巨大。目前我 半 解 析 法 的使 用 受 到 限制 ,而 数 值 方 法 的使 用 最 为 广 泛 。在 国地铁建设 已经进 入高潮 ,其 中很多地铁工程建设在 高烈度 众 多 数值 方 法 中 , 有 限元 法 由于 具有 灵活 方 便 、 适 应 性 强 的优 地 区 ,同 时 我 国缺 少完 善 的地 铁 地 下 结 构 抗 震 分 析方 法 和 有 点 ,得 到 了广 泛 的应 用 。当 采 用 有 限元 法 结合 人 工 边 界 对 强 效 的 抗 震 构造 措 施 , 因 而 开展 深 入 系 统 的 理 论 分析 、 试 验研 究
地铁地下结构抗震性能及分析方法研究
d i 1 .9 9ji n0 3 -9 5 2 1 . 10 6 o : 0 36 /. s.2 547 .0 00 . 1 s
摘 要 随着全 球经济 建设 的快速 发展 ,地 下 空 间 的利 用 已经 成 为学 术界 重 要 的研 究课
题。 越来越多的震害表 明, 地下结构在强震作用下并不一定安全, 甚至发生严 重破坏。 9 5 18
3 建议 了地震 灾害可接 受风 险的界定标准
首次在地震灾害的评价体系中引入风险管理 的概念, 详细阐述 了可接 受风险的基本概念 和可接受风险的评价过程及方法,同时结合各个国家及不 同行业的可接受风险标准, 在统计 我国多年来各类 自然灾害和人为灾难的损失结果 、以及多次破坏性地震的震害调查资料 的基 础上 ,建议 了我 国地震 灾害 可接 受风 险的界定标 准 。
提出了生命线系统防震减灾能力的评价方法。一方面考虑生命线系统各个子系统对城市 防震 减 灾能力 的单 独作用 ,根 据专 家调查 意见 ,应 用 熵权 双 基 准 法,对 各 项 信 息进 行 无量 纲 化( 功效系数法) 处理 , 计算出各项信息的权重 , 然后在信 息表 中确定两个基准点( 理想点和 反理想点) 再计算 出各项子系统在整体评价 中的优属度 , , 确定 了各个系统的单独作用。另一 方面, 考虑生命线系统各个子系统之间存在的耦联关系, 根据我 国“ 七五 一九五” 间所作过 期
用 M zr 提 出的 混凝 土 损伤 演化 方 程 确定 的损 伤 变量 ,在德 鲁 克 一普 拉格 本 构 模 型 的基 础 aas
上, 提出了一种能够考虑混凝土损伤后材料强度、刚度等参数发生相应折减的损伤本构模 型 ( a aeM d1。 D m g— oe) 并在 F A 3 L C D提供 的用户二次开发环境 的基础上,采用 V C++开发 出该
地下结构抗震分析综述
地下结构抗震分析综述摘要:随着我国地下空间的大力发展,地震对地下结构产生的不利影响。
查阅文献总结了大开地铁车站震害表现及原因分析,结合相关规范和文献总结地下结构抗震分析方式及地下结构抗震构造措施。
关键词:地下结构;地震灾害;抗震性能;构造措施1 引言地下结构因受周围地基土约束,地震时结构与土层保持同步运动,使得地下结构相较地上结构所受到的惯性力及振动幅度较小。
在阪神地震前,人们普遍认为地下结构有较强抗震能力,但大开车站遭受严重的破坏,使得人们对地下结构抗震性能有了新的认识,引发人们的关注。
本文以大开车站震害表现为例,总结各学者对大开车站遭受破坏的机理。
结合《地铁设计规范》和《建筑抗震设计规范》总结了地下结构的抗震构造措施。
依据各学者对地下结构抗震的研究,总结了地下结构抗震构造措施。
2 大开车站震害及破坏机理阪神大地震于1995年1月17日发生在日本兵库县的7.3级特大都市地震。
震中位于兵库县淡路岛北部的明石海峡,震源深度16千米。
包括兵库县、大阪府和京都府在内的日本京畿地区受灾严重,而这其中又以靠近震源中心的神户市受灾情况最为惨烈。
大开地铁车站采用明挖法,修建于1962~1964年间。
该车站在设计时未考虑抗震要求,仅按静力法设计。
大开站是地下2层构造车站,地下一层是站厅层,地下二层是站台层。
站台层是2面2线侧式结构,中间是35根起主要支撑作用的中柱,两侧分别是列车轨道与站台。
阪神大地震对大开站靠近高速长田一侧造成了毁灭性的打击,负2层25根中柱有不同程度的受损,部分中柱受损最为严重,几乎被压垮到只有原高度的3分之1。
该结构中柱破坏形式包括柱顶剪切破坏,单向压弯破坏,呈灯笼状压弯破坏。
由于中柱丧失承载能力,致使上部结构顶板塌落,呈M形破坏形式。
顶板出现的横向裂缝大致沿纵向相等距离分布,大多出现在中柱的边缘。
侧墙上部腋下部的混凝土发生脱落,内侧的主筋发生失稳,外侧产生了最大宽度200mm的裂缝,左右两侧侧墙上部均向内部发生了一定倾斜。
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地铁地下结构抗震性能分析
摘要:随着时代的发展,大规模的地铁轨道交通的建设已越来越普遍,随之也带来了许多需要解决的工程实际问题,地铁地下结构的抗震性能研究为其中之一。
本文以地铁地下结构为研究对象,对地下结构抗震研究的主要方法进行了总结,并对地下结构振动特性及其影响因素进行了分析。
关键词:地下结构,抗震分析,混凝土损伤
引言
在我国,地下结构抗震方面的研究是相对滞后的。
迄今为止,还没有一部独立的地下结构抗震设计规范,主要原因在于地下结构抗震方面基础研究工作开展不够,资料积累不足,对地下结构的动力反应特性和抗震设计方法等方面缺乏深入系统的研究。
本文中,笔者就自己几年的工作经验,就地铁地下结构抗震性能进行分析,希望与同行一起探讨。
一、结构抗震研究方法概述
总结现有的地下结构抗震研究方法,主要可分为原型观测、理论分析和模型实验三个大的类别。
1、原型观测方法
原型观测方法主要包括地震观测和震害调查两种途径。
地震观测方法需要地震发生前在所观测的地下结构内部关键部位及围岩中埋设加速度计等有关测量装置,目前,这方面的资料正在不断地积累。
2理论分析方法。