地铁车站的抗震时程分析探讨
地铁车站地震研究分析
地铁车站地震研究分析随着我国城市化进程的加快，各大城市地下空間结构建设如火如荼，地下结构的抗震设计以及影响地震安全性的因素考量也变得愈发重要。
但关于地下结构的抗震研究，目前仍处在研究阶段，对影响抗震的因素等方面的研究尚未成体系。
标签：地下结构；地铁站；地址；分析一、引言当前我国已经有多个城市拥有地铁设施，仍然有大量城市在建设之中，常州、长沙、南昌、济南、厦门等城市已经建成并投入使用。
我国地铁的建设已经进入繁荣期。
但我国近年强震频发，地球板壳运动的活跃，使本就位于位于地中海南亚地震带与环太平洋地震带上的我国承受着地震所带来的巨大风险。
与地上结构不同的是，地铁结构有关地震灾害的可研究资料有限。
人们普遍认为地铁结构在地震灾害中所承担的荷载远小于地上建筑，对地下结构的抗震研究也不够重视。
但在1995年，日本阪神地震中，神户地铁车站及隧道发生了十分严重的破坏，这使得人们才重新重视地铁结构的抗震设计。
目前我国无论在试验还是理论上对地下结构抗震问题的研究均较为落后，针对地下结构的抗震设计规范仍然停留在使用惯性荷载法计算地下结构地震响应的阶段。
对地下结构抗震设计的条款也只有比较简单的描述，缺乏系统性和理论性的规定，也缺乏具体计算原则和施工措施。
这些事实都表明，如何有效的提高地下结构的抗震性能，研究出针对地下结构的抗震设计普遍适用的理论体系，已经成为了一个目前急需解决的问题。
二、地铁车站在地震作用下的响应特点近些年的几次大地震中，地下结构都有明显的破坏，这也对地下结构的抗震设计提出了更高的要求。
1995年日本阪神地震中，大开地铁车站受到的破坏尤为严重。
侧式站台的中柱在地震中几乎全部发生剪压破坏并发生坍塌，顶板的两端采用刚性节点，由于中柱坍塌使得顶板在中柱左右两侧的位置发生折弯，进而引起上覆土的下沉以及顶板塌陷，上覆土甚至能达到2.5m的沉降量。
除此之外地震还引起加掖混凝土开裂和剥落，边墙的根部和顶部都出现了十分严重的裂缝，侧墙例的混凝土开裂并脱落、主筋发生弯曲现象，并向外鼓出，侧墙开裂也导致地下水浸入。
分析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摘要：当前交通拥堵问题已经成为制约我国进一步发展的主要影响因素之一，通过开展轨道交通工程能够有效的解决我国交通拥堵问题，但是在实际的轨道交通工程建设过程中如何提高轨道交通工程抗震能力是其设计的重要环节，本文探究轨道交通工程地下车站结构变形特点，通过抗震计方法的介绍，对轨道交通工程地下车站结构抗震设计提出以下改进的看法和建议。
关键词：轨道交通工程；地下车站；抗震设计引言自我国改革开放以来，我国进入到了发展的黄金时期，我国各行各业发展迅猛，进而随着我国社会生产能力水平的不断提升，我国交通承受的压力越来越大。
特别是对于城市而言，城市居住人口较多，如何能够更有效的利用地下资源，开通轨道交通工程成为城市发展的必然走向。
本文将从轨道交通工程设计中抗震设计入手，从多个方面分析如何提高轨道交通工程地下车站结构设计的设计质量。
1当前我国轨道交通工程地下车站抗震现状随着我国社会生产能力的不断提高，人们对于自身日常出行提出了更高的要求，当前现行的个人驾车出行或公交等方式的出行手段已经不能够满足人们的实际需求。
城市轨道交通的发展成为必然，随着城市轨道交通的不断发展，轨道交通工程地下车站结构发生了较大的变化，传统的跨度小、断面小的轨道交通工程地下车站结构已经逐渐失去其原有的优势，当前大跨度、高断面的结构已经成为轨道交通工程地下车站结构发展的主要走向之一，这也对轨道交通工程地下车站抗震能力提出了更为严格的要求。
当前我国在开展轨道交通工程地下车站抗震结构设计研究的过程中主要的研究方向与研究重点放在了基于标准断面的车站结构设计，在进行大跨度的地下车站研究过程中主要以矩形结构为研究的重点，虽然我国在对大跨度轨道交通工程地下车站抗震设计方面研究的速度较快并且已经取得了一定的成果，但是针对大型复杂的轨道交通工程地下车站结构设计的研究投入还有待提升。
2轨道交通工程地下车站结构在地震状态下变形的主要特点随着我国公路运输与铁路运输压力的逐渐增多、城市居民流动人口数量的不断增长，开展轨道交通工程建设是我国当前各大城市解决交通拥堵问题的主要手段之一，轨道交通工程地下车站的建设地区均处于地下区域，因此当周边环境发生震动时引发其应力变化的主要因素在于地基受力变形，而不同于路面交通主要是由于惯性原因。
地铁T型换乘车站结构抗震设计两种分析方法计算结果差异性对比分析
１ Ｔ型换乘车站结构抗震分析方法目前地下结构抗震分析常用的方法有反应位移法和时程分析法［８］。
其中：反应位移法认为地震过程中地下结构与周围地层具有相同的动力要素，因地层深度变化而产生的层间位移差将与各种工况载荷相结合，作为强迫位移施加在地下结构上。
由此，可以将土层的地震动力响应简化为平面静力问题，并计算得出结构内力［９ １０］。
而时程分析法采用有限元离散化法，将围岩介质与地下结构按整体处理，计算得到二者的动力响应［１１ １２］。
模型的动态特性是该方法讨论的重心，但需引入人工边界，设置不同的约束条件来表征未被建模的实际无限地层对参与建模的有限计算区域的影响。
本文通过上述两种计算方法对郑州地铁龙湖北站进行建模计算并对计算结果进行对比分析。
本文主要介绍时程分析法的模拟过程，对于反应位移法，仅列其模拟结果。
图１ 郑州地铁龙湖北站横断面图２ 工程概况龙湖北站横断面结构形式如图１所示。
覆土厚约为３．５ｍ，底部埋深约为２４．６ｍ，站台宽为１４．０ｍ，换乘车站主体结构外包长度为２０９．０ｍ。
本站分布的主要地层有②３１黏质粉土（Ｑａｌ４）、②４１粉砂（Ｑａｌ４）、②５１细砂（Ｑａｌ４）。
该站标准段基坑宽度为２２．３ｍ，围护结构采用１０００ｍｍ厚地下连续墙＋内支撑＋临时立柱的支护体系，共设置４道支撑：第一道支撑为７００ｍｍ×８００ｍｍ混凝土支撑；第二道、第四道支撑采用 ６０９ｍｍ、壁厚为１６ｍｍ钢管撑；第三道支撑采用 ８００ｍｍ、壁厚为２０ｍｍ钢管撑。
临时立柱桩采用 １０００钻孔灌注桩，插入基底以下１１．０ｍ；地下连续墙嵌固深度为１８．０ｍ。
龙湖北站为地下三层双柱三跨框架结构，顶板厚８００ｍｍ，中板厚４００ｍｍ，底板厚１０００ｍｍ，中柱尺寸为７００ｍｍ×１０００ｍｍ，柱跨为９ｍ。
３ 动力计算准备工作时程分析法主要关注阻尼确定、地震波输入模式、人工边界设置等问题。
建模所用各种材料的计算参数如表１所示。
地铁车站抗震设计探讨
２ 地 铁 车 站 震 害 实例 分 析
在 阪神 地 震 中 ， 户 市地 铁 多 数 车 站 有 震 害现 象 发 生 ， 神
尤 其 是 大 开 车 站 （ ａ ａ Ｓ ｂ ｙＳａｉｎ 和 上 泽 车 站 （ ａ Ｄ ｉ ｉ ｕ ｗａ ｔｔ ） ｋ ｏ Ｋ—
ｍｉ ｗａ ｔｔ ｎ ， 坏 最 为 严 重 ， 凝 土 中柱 开 裂 倒 塌 、 板 ｓ ａｉ ） 破 ａ Ｓ ｏ 混 顶
得 比 较 明显 。 除 此 之 外 ， 埋 车 站 结 构 的 地 震 破 坏 比深 埋 浅 车 站结 构发 生 的 频 度 和 程 度 都 要 高 很 多 ， 为 在 浅 埋 地 段 因
是 是 １９ ９ ５年 日本 阪 神 地 震 后 ， 界 各 国纷 纷 针 对 区 间 隧 道 和 周 围 土 层 刚 度 的 土 体 介 质 中 ， 目前 公 认 的 主 要 破 坏 形 式 。 世 第 二 种 效 应 是 地 震 惯 性 力 ， 强 烈 的 地 层 运 动 在 结 构 中 所 指 地 铁 车 站 的 震 害 ， 究 导 致 震 害 的 主 要 原 因 ， 据 以 建 立 分 研 并 析 理 论 ， 得 地 下 铁 道 的抗 震 研 究 出现 了前 所 未 有 的 热潮 。 使 产 生 的 惯 性 力 所 造 成 的 破 坏 。该 类 型 的破 坏 多 数 发 生 在 浅
可 能受 到上 述 双 重 类 型 的破 坏 作 用 。
和 楼 板 断 裂 坍 塌 、 墙 开 裂 等 破 坏 现 象 随 处 可 见 。其 他 车 侧
地 震 工 程 学 院胡 聿 贤认 为 ， 于 地 下 结 构 ， 抗 震 能 力 对 其
地铁车站水平地震作用下二维时程分析
图２ Ｅ １ ． Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ 水平地震波时程曲线
２ ． ３ 边界条件的选用
宋明启等 ： 建筑墙体三种保温形式对 比研究
ｌ ４ ５
ｚ
趔
其水平位移 峰值基本 保持 在 ０ ． ２ ０ ５ ｍ左 右。这 表 明， 场地 在
地震作用下的水平位移 响应只与场地士本身性质有关 。
由于数值分 析可以通过整体 建模全 面 的考 虑土 一结构
间 的相互 作 用 。本 文 结 合 神户 大 开地 铁 车 站典 型 结 构形
大开车站 的标准断 面覆土 深度 为 ５ ｍ， 所处场 地为第 四
系全新世 粘 性 土 和 更 新 世 砂 性 土 组 成 ， 场 地 地 层 状 况 见
王
臻： 地铁 车站水 平地震 作用 下二维 时程分 析
１ ４ ３
ＤＯＩ ： １ ０ ． ｊ ｚ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ ５ ２
地铁 车 站 水 平 地 震 作 用 下 二维 时 程分 析
王 臻
３ ５ ０ ０ ０ ２） （ 广州地铁 设计研究院有限公司福州分公司 。 福州
埋深中图分类号tu921文献标识码b文章编号10016864201540014303传统观念上科研和设计人员往往认为地下结构由于车站底板侧墙中柱为现浇钢筋混凝土结构材料主有周边地层的约束作用在地震时是相对安全的因而针对要参数取值为重度25knm泊松比015弹性模量3地下结构抗震的研究往往在设计和科研中被忽视
图 ｌ 大 开 车站 典 型断 面 尺 寸
向， 记 录间隔为 ０ ． ０ ２ ｓ ， 选取包含最大加速度记录 的 ｌ Ｏ ｓ 记 录
输入 ， 合计输 入 ５ ０ ０条地 震记 录 ， 加 速度峰值 为 ６ ． ８ ３ ４ ｒ ｎ ／ ｓ 。
地铁换乘车站抗震非线性时程分析
地铁换乘车站抗震非线性时程分析摘要：本文以广州市轨道交通11号线某换乘站为例，通过MIDAS GTX NX岩土工程有限元分析软件建立地下车站结构三维模型，采用非线性时程分析的方法对车站进行地震响应分析，研究地下车站在地震作用下的安全性。
结论表明，该车站结构满足抗震要求，提出对抗震薄弱部位有必要进行加强设计。
关键词：地铁车站；换乘站；抗震设计；有限元时程分析国内城市轨道交通建设方兴未艾，地铁业已步入大规模线网建设与运营的新时期。
地铁车站因受到周围土体的约束，地震发生时受到的破坏程度较轻，但多线换乘车站越来越多，地质条件复杂多变，发生地震时若地下结构出现损坏，将造成巨大损失。
因此对地下结构进行抗震分析，验证车站是否满足抗震性能要求，有着非常重要的意义。
本文以广州市轨道交通11号线某换乘站为例，通过MIDAS GTX NX有限元分析软件建立三维模型进行分析，研究车站在地震作用下的安全性。
1 工程概况1.1车站概述本站为11号线与12号线换乘车站，地下二层双岛站台平行换乘，车站总长约441米。
本站11、12号线车站标准段宽为45.3米，车站基坑开挖深度约为18.5米；11号线两线两层明挖段，宽度13.35米 ~18.2米，深度约21.0米。
根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》，本工程车站抗震设防分类为重点设防类，抗震等级为三级，按7度抗震设防烈度要求进行抗震验算。
根据《广州市轨道交通十一号线工程场地地震安全性评价报告》，该站设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10711g（特征周期为0.45s）。
1.2地质简介根据勘察成果揭露，本站场地发育的地层有新生界第四系地层和白垩第上统地层。
根据本场地所揭露地层的地质时代、成因类型、岩性特征、风化程度等工程特性，本次计算所用到的勘察钻孔各土层物理力学参数详见表1。
2 计算模型及参数2.1计算边界及网格划分三维建模时，保证计算结果可靠性，对模型、参数、材料及边界进行合理假定，减少计算时间。
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.。
浅谈地铁地下车站抗震设计
浅谈地铁地下车站抗震设计摘要：随着我国国民生活水平的提升，汽车已经成为人们重要的代步工具。
然而，随着汽车保有量的逐步扩大，路面交通拥堵问题已然接踵而至。
为解决日益拥堵的路面交通问题，地铁工程已经成为大中型城市建设的重点项目。
我国一些大中型城市存在地震灾害，为了确保人们在地下车站中的安全以及行车安全，应科学、合理的对地铁地下车站进行抗震设计。
鉴于此，本文将对地铁地下车站的抗震设计进行详尽探究。
关键词：地铁；地下车站；抗震设计引言：为了快速解决我国大中型城市日益严峻的城市交通拥堵问题，地铁工程已经成为解决这一问题的必要途径。
其中，由于地震具有巨大的破坏作用，为了有效的抵抗因为地震而出现的强烈破坏力，需要加强地铁中地下车站的抗震能力，从而有效降低地震所产生的破坏作用，维护地下车站中市民的安全。
为了确保城市交通秩序稳定，保障人们的生命财产安全，加强地铁地下车站抗震设计就显得极为关键。
一、我国地铁结构抗震设计标准的发展尽管我国地铁工程建设时间比较长，但是仍然存在对地铁地下车站地震危害认识不足，地铁地下车站由于存在地层约束，使得其地震危害程度小于地上结构，所以导致没有对地铁地下车站的抗震性有着足够严重的关注，从而使得我国对于地铁地下车站的抗震设计方面存在滞后现象，进而延误了地铁地下车站抗震方面的相关规范标准以及理论的发展。
近年来，我国加大了对地下车站抗震问题的研究力度，从抗震设防标准、抗震性能要求、场地与地基抗震规定、地震反应计算和抗震构造措施等多方面进行了全面而系统的规定，为地铁结构的抗震设计提供了依据和指导。
二、我国地下车站抗震研究现状和地铁地下车站常用地震分析方法1、原型观测法原型观测法是研究地下车站地震反应规律和破坏机理的手段，主要方式有地震观测和震害调查，它是对真实地下车站地震反应进行实地量测或调查的地下车站抗震研究方法。
2、动力模型试验法动力模型试验法是研究地下车站地震反应的重要手段，振动台模型试验提供了一种可以控制地震动输入、边界条件、土层性质等影响参数研究地下车站在地震作用下动力反应的手段，它在一定程度上补充了原型观测资料的不足。
某地铁车站抗震计算分析与探讨
某地铁车站抗震计算分析与探讨摘要：本文以有限元软件MIDAS GTS NX对某地铁车站结构进行抗震计算模拟，通过反应位移法与时程分析法计算，分析抗震工况对车站主体结构受力的影响。
为今后工程设计提供参考。
关键词：MIDAS GTS；抗震；结构受力；结构变形引言越来越多的人口向城市集中使得城市人口集中增长，规模不断扩大，造成城市交通愈发紧张，地铁已经成为满足人们日常交通出行的首选。
本文已某地下车站抗震计算作为研究背景，分别采用了反应位移法、时程分析法对车站在不同地震作用下车站主体结构受力及变形进行计算分析，并提出相应的抗震加强措施。
工程实例：1、工程概况车站主体结构为明挖三层两柱三跨钢筋混凝土矩形框架结构。
车站总长263.75m，标准段宽23.5m，车站底板埋深约26.15m，顶板覆土约4.2m，车站中心线处轨顶绝对标高为14.300m。
图1.1 车站标准段三跨断面图2、有限元计算2.1结构设计参数车站标准段的结构埋深、抗浮水位、场地特性进行统计见下表表2.1.1结构埋深、抗浮水位、场地特性2.2反应位移法抗震计算根据地震安全评价报告及抗震设防烈度要求，该地铁车站对应的地表水平峰值位移为0.182m。
一般情况下，对地下车站结构，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定基岩面的深度。
根据地震安全性评价报告，车站底板覆盖层厚70m。
取结构底板位移为零，将结构划分单元后弹簧支座点预加的支座位移。
2.3反应位移法抗震计算结果层间位移角验算（对比两边侧墙及中柱的层间位移角，取最大值验算）负一层层间位移角：0.0034/6.00=1/1764＜1/600负二层层间位移角：0.0072/6.20=1/862＜1/600负三层层间位移角：0.0109/7.45=1/683＜1/600经过分析比较，车站结构各构件的的控制组合为正常使用阶段控制；地震组合不控制车站结构各部位配筋。
地铁车站的抗震性能设计
地铁车站的抗震性能设计城市轨道交通已成为一个城市先进水平的标志。
文章以某地下车站为例，通过时程分析法对其进行抗震性能分析。
结论：（1）结构在设计地震作用下，整体处于弹性阶段，层间位移和位移角均满足抗震设计要求；（2）土层的最大相对位移和地铁车站结构的最大位移是数值相差很近，在设计地震作用下，土层和结构保持整体运动，不发生分离现象。
（3）结构弯矩最大值出现在侧墙底部与底板连接处，设计时应考虑采取加强措施。
标签：地铁车站；时程分析法；抗震性能分析近年来，随着城镇化推进，交通拥堵问题越来越严重，地铁以其快速、便捷的优势，迅速受到大型城市的青睐，也成为一个城市现代化的标志，地铁建设因此在国内外大型城市如火如荼的进行着。
地铁建设作为百年工程，地铁的抗震性能设计是地铁结构设计的重要组成部分，针对地铁抗震性能的分析受到广大学者的重点关注。
1 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。
采用MIDAS/GTS软件对地下结构进行时程法计算分析，动力有限元数值仿真分析中，所关心振波的高频（短波）成分决定网格单元长度，低频（长波）成分决定模型边界范围的大小。
通常，当计算模型的水平范围取为8～10倍隧道直径时，即可获得较高的计算精度[1]。
为了解决有限截取模型邊界上波的反射问题，边界条件采用由Decks等[2～4]人提出的粘-弹性吸收边界。
粘-弹性边界不仅可以较好地模拟地基的辐射阻尼，而且也能模拟远场地球介质的弹性恢复性能，具有良好的低频稳定性。
本次分析采用地震输入为地质安全评估部门专门提供的地震时程函数。
根据抗震设计条件，采用安评报告中三组50年超越概率为10%和2%地震的基岩加速度时程函数进行时程法分析，根据轨道交通抗震规范，本工程仅计算水平地震作用，根据三个样本的加速度时程，分别沿X方向、Y方向进行时程分析，取其中最不利影响结果作为本工程抗震依据。
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：近年来随着我国经济发展水平的不断提高，城市轨道交通飞速发展，地铁也正逐渐成为人们出行的主要交通方式，但是就目前的现状而言，我国并没有形成完整的地铁以及其他地下结构的抗震理论体系。
本文研究了目前地铁等地下结构抗震分析和设计的实际情况，找出了一些关键问题进行研究讨论，提出了一些建设性意见，对地铁等地下结构的抗震分析具有重要的作用，并且对其他地下建筑工程的设计具有重要的参考意义。
关键词：地铁地下结构抗震分析引言：随着改革开放的不断深化，我国经济迅速发展，城市发展也迈入了一个新的台阶，城市规模的不断扩大，相应的城市的交通压力也越来越大。
地铁作为一种新型的交通方式逐渐进入人们的生活，相较于传统的交通工具，地铁方便快捷环保并且很大程度上缓解了交通拥堵这一难题。
就目前现状来看，我国无疑是进入了地铁建设的黄金时期。
为此我们要更加重视这其中的安全问题，地铁的安全事关人民的生命财产安全，地铁工程的抗震问题便是地铁安全问题的重中之重。
本文作者通过多种研究方法分析总结了地铁抗震分析中的几大重要环节，对地铁等地下结构的抗震分析和设计提供一些参考。
（一）：结构和土相互作用的分析模型地铁车站结构抗震计算方法主要分静力法和动力法，静力法是将随时间变化的地震力或地层位移用等代的静地震荷载或静地层位移代替，采用静力计算模型分析，该法简单实用；动力法是地下结构抗震分析方法中最为精确的方法，但计算量相对较大、较为耗时。
在地震发生时，地铁等地下工程结构和周围土壤会出现弹塑性以及非线性的特点，地铁与土壤接触的部分可能会发生局部的滑坡与脱离。
为此在建立模型时应该将结构和土的弹塑性与非线性的特点考虑进去，包括结构材料的非线性·结构和地基的非线性·近场地基和远场地基的非线性因素，虽然这几个非线性的单个理论研究已经比较成熟，但是在实际过程利用这些理论成果去建立合理的地铁等地下工程结构的分析模型还需要进一步的研究深化。
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。
地下城市轨道交通抗震研究
地下城市轨道交通抗震研究地下城市轨道交通在现代城市交通系统中扮演着重要角色，不仅提供方便快捷的交通服务，还有利于缓解交通堵塞和减少道路交通事故。
然而，由于地铁系统的特殊地理位置以及建筑结构的复杂性，地下城市轨道交通系统更容易受到地震的影响。
因此，进行地铁系统的抗震研究势在必行。
在地下城市轨道交通抗震研究中，首要任务是了解地震对地铁系统的影响及其动力学行为。
地震是由地壳中的地震波引起的地球震动，会产生水平和垂直方向的振动以及地震引致的地质活动。
因此，在设计抗震措施之前，必须对地震波的性质进行详细分析。
这意味着需要收集并分析地震数据，包括地震波的频率、振幅和持续时间等参数。
通过对地震波的深入研究，可以确定地铁系统需要应对的地震力量。
在了解地震波参数后，需要进行地下城市轨道交通的结构响应分析。
这包括评估地铁隧道、车站和车辆等结构在地震中的受力情况。
地铁系统中的地震响应分析可以通过数值模拟方法进行，例如有限元分析，来研究结构在受地震作用时的动态行为。
通过对地铁结构的抗震性能评估，可以确定其抗震能力，并采取相应的改进措施以提高其地震抵抗能力。
抗震研究还需要考虑地下城市轨道交通的人员安全。
在地震发生时，乘客和工作人员的安全是至关重要的。
因此，需要对地铁车辆和车站的防护措施进行评估和改进。
例如，可以考虑在车厢内部安装紧急避震设备，以减少乘客的震动感受，并确保他们的安全。
此外，还可以加强车站的地震防护设施，包括增强结构的稳定性和在车站出口处增设安全避难区等。
在进行地下城市轨道交通抗震研究时，还需要考虑地下水位的影响。
许多城市的地下水位相对较高，因此，地铁系统可能会遇到来自地下水的压力。
地震时地下水位的变化可能会对地铁系统的稳定性和可靠性产生影响。
因此，在设计和建设地铁系统时，需要考虑地下水位的变化，以确保地铁系统在地震和地下水位变化的同时仍然保持稳定。
除了上述技术方面的研究，地下城市轨道交通抗震研究还需要关注政策和管理方面的问题。
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。
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。
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：随着我国社会和经济不断发展，为我国城市化发展带来巨大变化，不仅使人们的生活水平不断提高，也使人们的生活和工作环境发生巨大的变化。
在目前城市发展过程中，随着人口数量不断增长，需要更多的城市基础设施投入使用，不但要满足人们的生活需要，同时也要利用更多的空间，从而使城市交通压力获得缓解。
在当前城市交通建设过程中，增加多种轨道交通设施，不仅要求轨道交通具有稳定的运输能力，同时在使用过程中，要增加多种安全质量保护措施，使轨道交通能够具有较高的抗震能力。
本文围绕城市轨道交通工程展开讨论，针对地下车站结构抗震设计内容，进而对车站的抗震能力进行分析。
关键词：轨道交通工程;地下车站结构;抗震设计引言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。
1抗震设防目标1.1抗震设防类别、烈度及等级根据要求，城市轨道交通结构应按其功能功能的重要性分为三种抗震设防类型:标准设防类别(C类)、关键设防类别(B类)和特殊设防类别(甲级)。
为大型综合枢纽站与日均客流不足500000名乘客,地震设防是设防类别(B)列为关键。
地铁站与关键结构的设防类别、设防标准应当符合规定的抗震设防要求。
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地铁车站的抗震时程分析探讨
摘要：本文通过北京xx号线xxx站的抗震分析，探讨了地铁车站的抗震方法及内容，为地铁车站抗震计算提供了一定的参考和借鉴。
关键词：反应位移法时程分析法层间位移角加速度地铁车站城市轨道交通工程隧道及地下车站结构的地震反应计算方法有惯性力法、反应位移法、反应加速度法、弹性时程分析法、非线性时程分析法等。
惯性力法、反应位移法和时程分析法用于横向及纵向地震反应计算，反应加速度法用于横向地震反应计算。
惯性力性、反应位移法适用于弹性阶段反应分析，采用荷载-结构模型建模分析；反应加速度法及时程分析法既适用于弹性阶段反应分析也适用于弹塑性阶段反应分析，采用地层-结构模型建模分析。
xxx站为xx号线与R1支线的换乘站，位于万盛南街与规划玉桥西路南沿路交叉口处，沿万盛南街东西向设置，车站总长286m，宽21.9m、高13.2m。
车站主体为明挖双层双柱三跨岛式车站，中心里程处覆土约3.4m。
根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909-2014）及《城市轨道交通工程设计规范》（DB11/995-2013）相关内容，本站地震反应计算分析时，抗震性能要求为I 时（E1
及E2地震作用下）采用反应位移法，抗震性能要求为II 时（E3地震作用下）采用非线性时程分析法，本文主要讨论车站的时程分析法进行抗震分析。
1时程分析法介绍
时程分析法即结构直接动力法，是最经典的方法，也是普遍适用。
其基本原理为：将地震运动视为一个随时间而变化的过程，并将地下结构物和周围岩土体介质视为共同受力变形的整体，通过直接输入地震加速度记录，在满足变形协调条件的前提下分别计算结构物和岩土体介质在各时刻的位移、速度、加速度，以及应变和内力，并进而验算场地的稳定性和进行结构截面设计。
时程分析法具有普遍适用性，在地质条件、结构形式复杂，隧道结构宜考虑地基和结构的相互作用、以及地基和结构的非线性动力特性时，应采用这一方法，且迄今尚无其他计算方法可予以代替。
时程分析法采用地层-结构模型，时程动力分析时，由于直接输入地震波作用，受地震波长的影响，为保证计算结精度要求，应限制土层单元尺寸，通常竖向单元尺寸不大于1m 即可满足要求。
当采用波动法进行地震动输入时，模型边界一般采用粘性人工边界或粘弹性人工边界等合理的人工边界条件，且侧向人工边界应避免采用固定或自由等不合理的边界条件，见图1。
1、自由边界；
2、人工边界；
3、有限元计算模型；
4、粘性人工边界；
5、粘弹性人工边界
图1合理的人工边界条件
土层的选取范围，一般顶面取地表面，底面取设计地震作用基准面，水平向自结构侧壁至边界的距离宜至少取结构水平有效宽度的3 倍，如图2所示。
图2一般情况下计算模型选取范围
当隧道或地下车站结构沿纵向结构形式连续、规则、横向断面构造不变，周围土层沿纵向分布一致时，可只沿横向计算水平地震作用并进行抗震验算，抗震分析可近似按平面应变问题处理。
当结构形式变化较大，土层条件不均匀时需要按空间问题进行三维建模求解，本文按平面模型进行分析。
2抗震计算及分析
2.1荷载分类、取值及组合
荷载分类、取值及荷载组合依据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）及《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909-2014）有关规定，按永久荷载、可变荷载、偶然荷载（地震作用）进行荷载计算及组合。
2.2场地与地基地震效应
根据《中国地震动参数区划图》、《建筑抗震设计规范》、《北京地铁xx号线东延工程场地地震安全性评价报告》及岩土工程勘察报告，拟建场区的抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.20g（50年超越概率10％所对应的峰值加速度），场地类别为III类，特征周期为0.45s。
基岩面埋深H=70米。
2.3水平向设计地震动参数
根据《北京地铁xx号线东延工程场地地震安全性评价报告》及《城市轨道交通工程设计规范》，本站场地设计地表地震动峰值加速度及峰值位移见表1：
设计地震动加速度时程
本次分析采用地震输入为北京地铁xx号线东延工程场地地震安全性评价部门提供的地震时程函数。
根据抗震设计条件，本工程计算采用50年超越概率为2%(即E3地震作用下)的基岩加速度反应谱和峰值加速度作为地震动时程合成的目标峰值和反应谱，合成土层地震反应分析所需的基岩地震动时程，分别进行了加速度时程1、加速度时程2及加速度时程3地震作用下的时程分析。
选取加速度峰值为0.4g的三条地震加速度时程曲线，见图3.4.2。
图3设计地震加速度时程曲线
2.5模型计算简图
根据车站柱网设置，选取连续最大二柱三跨结构进行建模计算，模型的尺寸长×宽×高分别为27.6m×290m×60m。
模型上边界取至地表，下边界至3H（H为结构高），横向取至3B（B为结构宽），模型边界按照粘弹性吸收边界。
根据地安评报告所提供的三个加速度时程数据，分别进行分析，选取最不利加速度时程进行计算。
图4计算简图
2.6计算参数
根据岩土勘察报告，并考虑数值计算模型要求，将场地土层性质及物理力学参数相似的土层进行合并，共合并成7层土，详见表2~表3。
表2场区地层参数
表3结构参数表
2.7计算结果
图5模型横向位移
根据上述计算结果揭示：在E3地震作用下结构主要由水平主向控制结构变形，其顶板处最大水平位移为313.9mm、中板处最大水平位移为303.1mm、底板处最大水平位移为291.7mm。
抗震性能要求为II 时，即结构E3地震作用条件下，站台层结构弹性层间位移角为（303.1-291.7）/6900=1/605〈1/300，站厅层结构弹性层间位移角为（313.9-303.1）
/5450=1/504〈1/300，均满足规范要求。
3结论
本文通过北京xx号线xxx站的抗震时程分析，探讨了地铁车站的抗震方法及内容，为地铁车站抗震计算提供了一定的参考和借鉴。
参考文献
[1]GB50157-2013.地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社, 2014.
[2]DB11/995-2013.城市轨道交通工程设计规范[S].北京, 2014.
[3]GB50909-2014.城市轨道交通结构抗震设计规范[S].北京：中国计划出版社, 2014.。