地铁换乘车站抗震非线性时程分析

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轨道交通工程地铁站结构抗震性能分析报告

轨道交通工程地铁站结构抗震性能分析报告

xx市轨道交通2号线一期工程抗震专项论证xx站目录第一章概述 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 结构特点及施工方法 (2)1.3 设计依据 (3)1.4 主要设计原则 (4)1.5 主要设计标准 (6)1.6 初步设计评审意见及执行情况 (6)1.7 基坑专项论证专家意见及执行情况 (7)第二章工程地质和水文地质概况 (10)2.1 工程地质 (10)2.2 地层特征 (10)2.3 水文地质 (12)2.4 特殊性岩土及不良地质作用 (14)2.5 地震安全性评价报告结论 (15)第三章抗震设防基本要求 (16)3.1 抗震设防目标 (16)3.2 抗震设计条件 (16)3.3 抗震设计方法 (17)第四章静力作用下结构计算分析 (19)4.1 荷载分类及组合 (19)4.2 计算模型与计算简图 (21)4.3 主体结构计算及结果 (22)第五章抗震计算 (24)5.1 静力法计算 (24)5.2 时程分析法计算 (31)5.3 结构抗震性能分析 (36)第六章抗震构造措施 (39)6.1 主体结构抗震构造措施 (39)6.2 非结构构件抗震措施 (45)第一章概述1.1 工程概况xx站位于现状下堡路与塔浦路交叉口北侧,沿塔浦路向北方向布设,位于规划园二路下方,现状地面起伏较大、南高北低,站址范围内南北地面高差约1.4m~3.2m。

站址西南角为中国铁建海曦小区,东南角为空地,东西两侧及站址北端为东宅社2~4层民房、临街简易房或厂房。

本站为地下双层岛式站台车站,站台宽度为12m,有效站台长118m,主体结构采用双层三跨钢筋混凝土框架结构,设3个出入口、两组风亭,车站有效站台中心里程右DK36+070.447,车站主体结构外包总长213m,标准段宽21m,车站顶板覆土3~4.5m。

鉴于周边环境,结合本站的地质条件,车站采用明挖顺作法施工,分两期施工,一期施工车站主体结构(含车站两端风道),二期施工出入口。

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

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

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。

地铁地下车站抗震性能分析方法

地铁地下车站抗震性能分析方法

地铁地下车站抗震性能分析方法周灿朗;龙喜安【摘要】以佛山地铁三号线荔村站实际工程为背景,讨论了反应位移法和时程分析法两种地下车站结构抗震性能分析方法。

反应位移法以一维土层地震反应计算为前提,以结构周围土体在地震作用下的变形值为基础,建立了地铁车站二维结构模型,利用变形值计算出等效地震作用力,以静荷载的形式加载于结构模型中,并将地震响应结果与静力法计算结果进行了对比,总结了地铁车站在地震作用下的内力变化规律。

时程分析法以动力有限元理论为基础,从半无限空间选取有限土体,采用了粘弹性人工边界,对选用的地震波记录值进行了合理调整,采用了计算方便、节约内存且其计算精度较高的瑞利振型阻尼,基于Midas GTS NX软件,建立了结构和周围土层作为整体计算模型,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变形规律;最终通过两种抗震性能分析方法为地铁车站结构的抗震设计提供了依据。

%The two analysis methods of structural seismic (response displacement method and time history analysis method) are discussed in this paper for the underground station based on the actual project of Li Cun Station in Metro line No.3 in Foshan. The response displacement method is on the premise of seismic response calculation of one-dimensional soil layer, and is on the basis of deformation value of the surrounding soils under earthquake action. Two-dimensional structure model is established for the subway station and the equivalent earthquake force is calculated by using the deformation value, which is loaded in the structural model in static form. The re-sults of seismic response and staticmethod are compared and the change law of internal force is summarized. Be-sides, the time history analysis method is on the basis of dynamic finite element theory. Limited soil from half-space should be selected and the viscous-spring artificial boundary should be used for this method. Also the record values of seismic wave must be adjusted reasonably. And the rayleigh damping is used which has the ad-vantages of convenient calculation,memory saving and high accuracy. A whole calculation model is established which include the structure and the surrounding soil based on Midas GTS NX software. And the natural frequen-cy and vibration modes of the structural system are solved through the modal analysis. The dynamic characteris-tics of underground structures is simulated under the seismic load. And the displacement time history response and deformation law are revealed under earthquake action of the subway station. The article provides the basis for a seismic design for subway station through the two methods of seismic performance analysis.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2016(033)003【总页数】10页(P13-22)【关键词】地铁车站;结构抗震;反应位移法;非线性时程分析法;Midas GTS NX 【作者】周灿朗;龙喜安【作者单位】广州地铁设计研究院有限公司,广东广州 510010;广州地铁设计研究院有限公司,广东广州 510010【正文语种】中文【中图分类】TU352.1;U231;TU93近年来,城市地铁项目进行了大规模建设;由于地铁受地震荷载作用下发生破坏的实例不多,在国内基本上都没有经过大地震的考验,地下结构在地震作用下发生破坏的问题通常容易被忽视。

地铁车站水平地震作用下二维时程分析

地铁车站水平地震作用下二维时程分析
时 间, 目
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


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

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 。

某典型地铁车站结构抗震分析

某典型地铁车站结构抗震分析

某典型地铁车站结构抗震分析摘要:文中针对某两层两跨的典型地铁车站结构,建立起三维计算模型,其中考虑了土体的非线性和结构的弹塑性变形,分析了其在不同幅值的人工地震波作用下的地震响应规律,指出了结构抗震的薄弱部位,并从结构柱端弯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;框架结构一、引言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发生破坏,其修复成本也及其高昂,其抗震性必须引起足够的重视。

因此,地下结构的抗震分析是目前抗震分析领域的热点[1-3]。

二、计算模型该结构模型如图1 所示,为两层两跨的框架结构,水平纵向长192m(纵向柱距8m),水平横向宽24m,高12m。

基于已有研究成果[4],计算范围选取如下:水平横向宽度:取结构横向宽度的 5 倍;水平纵向长度:由于本文仅考虑水平传播的SH 波,因此,模型可按平面问题考虑,纵向长度取单位宽度即可;竖向深度:根据该处的地质钻孔资料,在零下50m 左右即到达了基岩面,因此,竖向深度取50m。

则计算模型如图2 所示。

静力计算时,模型四个侧面均取固定边界,底部取为竖向固定、水平自由的边界,表面为自由变形边界。

动力计算时在模型的四个侧面上均采用自由场边界条件[5],底部取为竖向固定、水平自由的边界,顶面为自由变形边界。

动力计算时,在地下50m 基岩处输入未来50 年超越概率为10%和2%的地震动加速度进行中震和大震计算其幅值分别为52gal 和96gal。

中震的加速度时程及频谱特征曲线如图 3 所示。

其中采用等价线性化方法考虑土体的非线性特性,计算参数见表1 所示。

车站结构的混凝土材料选用MC 模型,参数按C30 混凝土选取。

三、计算结果1.柱端弯矩图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844KN*m 和1934KN*m,与静力时的柱端弯矩值(155KN*m)相比,增量非常大。

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

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

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

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

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。

地铁车站的抗震时程分析探讨

地铁车站的抗震时程分析探讨

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。

某车站换乘节点抗震分析

某车站换乘节点抗震分析

某车站换乘节点抗震分析某车站换乘节点抗震分析摘要:本文采用了三维有限元模型,采用时程分析法对南京某地铁车站换乘节点在地震工况下进行了分析,同时与荷载基本组合工况下静力分析进行了对比,结果表明,地震作用下由于结构与周边土体的相互作用,换乘节点处梁柱结构受力较基本组合偏小,但梁柱节点处受力较大。

Abstract: This paper uses a three-dimensional finite element model, the time-history analysis method on a Nanjing subway station transfer points in seismic condition are analyzed, and compared with the static analysis, fundamental combination of load conditions results show that, under the action of earthquake due to the interaction of structure and the surrounding soil, transfer points beam-column structure stress a basic combination is small, but the joint of beam and column in the larger force.关键词:地铁换乘节点抗震分析Keywords:the subway transfer pointsSeismic analysis中图分类号:U291.69文章标识码:A 文章编号:引言:随着轨道交通的迅猛发展,地下结构车站朝着综合性、复杂化方向发展,结构抗震分析研究也越来越受到重视,特别是我国在遭遇汶川大地震后,对结构抗震有了更进一步的认识和更严格的要求,工程抗震设防专项审查已陆续在轨道交通工程领域开展,研究地铁结构在地震作用下的反应,对地铁结构的抗震设计具有重要的意义。

地铁车站结构抗震分析

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。

地铁车站结构抗震设计简述

地铁车站结构抗震设计简述

环球市场/理论探讨-114-地铁车站结构抗震设计简述黄满斌辽宁省交通规划设计院摘要:轨道交通是城市交通运输体系中重要组成部分,但目前对地铁车站结构抗震设计研究远远不够。

本文通过对地铁车站结构的抗震设计案例进行分析,发现在地震作用下标准车站二维计算是比较常用的,仅有部分建筑面积超过1万平方米的车站采用三维计算。

通过归纳,在地震作用下车站中柱的内力大于在静力荷载作用下的内力,在地铁车站结构抗震设计过程中应该对中柱的抗震设计应该采取构造加强措施。

关键词:地铁车站;结构设计;抗震计算一、地铁车站震害机理分析地铁车站的震害形态多样,其差异性与地震的强度、震源深度、地震波的动力特性、地质条件、车站周围土体介质、车站结构以及地震力的作用条件都具有很大的相关性,除此之外,地铁车站的震害形态还与施工方法有着密切关系。

地铁车站结构地震时破坏主要原因是受地震主要效应及次要效应所造成的。

此效应主要包含两个方面:二、实例结合地勘资料,地震波特性,分析出模型的位移角及内力,分析中柱抗震及具体措施:1、工程概况。

某地铁车站主体结构采用地下两层双跨箱型框架结构。

地面标高取3.25m,结构顶板上表面标高0.25m,覆土厚度取为3.0m。

结构总高度13.38m,抗浮水位标高2.15m。

抗震设防烈度为7度、设计基本地震加速度值为0.10g、设计地震分组为第一组。

50年超越概率10%所对应的地面平均峰值加速度为0.0996g,场地类别为Ⅲ类,E2地震作用下的抗震性能验算采用反应位移法计算,E3地震作用下结构的变形性能采用非线性时程分析法计算。

2、反应位移法抗震计算。

本站覆盖层厚度小于70m,结构有效高度13.38m,底板埋深约16.38m,取本站基准面埋深H=45m,某站场地深45m 深处的地层波速满足大于500m·s-1的要求。

对顶板、左侧墙、右侧墙以及底板计算其位移、深度、地表位移、相对位移与等效节点力等数据。

计算结果如表所示。

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

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。

浅析地铁地下结构抗震效应计算方法

浅析地铁地下结构抗震效应计算方法

一般通 一 土 地震反应
, 可通
土体位移 度的 可通
,可根据规范,土层沿深度方向位移可 考式
(2), 土
道 向位移可 考式 (3) 定
)(*)

)(-,*) =u (*) 'sin 2; -
(3)
式(2)和式(3)中,)(*)—地震时深度z处土层的
水平位移(m) ;)(-,*) 地震时 道向x
度z 土
震设计方法 》 规定地基弹簧刚度 可按下 规定计算:
!”= 2$ ,亿=2$ Ld
中,!”一径向地基弹簧刚度,kN/m; ! 向地基弹
簧刚度,kN/m; G—地 剪 模 L—地基的 中弹簧间
,m; d—土
道与地下
向的计算度,m;
$
结构 ,mo
2) 土位移计算。一般采用反应位移法应要考虑的内
包土相对位移、结构性、结构周围剪力作用。上
中,kv-向地基弹簧刚度,kN/m ksv-
土体
剪 弹簧刚度, kN/m kh- 地基弹簧刚度, kN/m ksh-
侧墙土体剪切弹簧刚度,kN/m; Kv-竖向基床系数(kN/m);
Kh- 基
(kN/m3); L-地基的 中弹簧 ,m; d-

道与地下
向的计算 度, m

结构, 日本土
《 地下结构抗
工程#价咨&对控制!程#价的作用分.
欧美夏
ห้องสมุดไป่ตู้
(贵阳晨晖工程造价咨询有限公司,贵州 贵阳550002)
摘要:针对工程造价咨询对控制
的作用,做了
工程造价的控制 际来说,引入工程造价咨询机制,对强

研究
下分析。
关键词:工程造价咨询;工程造价;科学性;经济性

时程分析法在某地铁换乘站抗震设计时的应用

时程分析法在某地铁换乘站抗震设计时的应用

时程分析法在某地铁换乘站抗震设计时的应用发布时间:2021-04-09T11:25:45.493Z 来源:《基层建设》2020年第29期作者:彭坤[导读] 摘要:成都某新建地铁站与既有线换乘,换乘形式为平行通道换乘,两线站厅层负一层侧墙全部联通,既有线侧墙接口将全部打开,打开范围达80m,接口位置受力构件由混凝土侧墙转换为梁柱体系,车站的侧向刚度将减弱,接口处为抗震薄弱环节,不利于车站抗震。

中铁第六勘察设计院集团有限公司天津 300308摘要:成都某新建地铁站与既有线换乘,换乘形式为平行通道换乘,两线站厅层负一层侧墙全部联通,既有线侧墙接口将全部打开,打开范围达80m,接口位置受力构件由混凝土侧墙转换为梁柱体系,车站的侧向刚度将减弱,接口处为抗震薄弱环节,不利于车站抗震。

因此,抗震设计时新建车站与既有车站整体建模,采用时程分析法计算车站内力及变形,定位抗震薄弱环节,根据计算结果指导设计并采取针对性措施。

关键词:抗震设计;时程分析法;地铁换乘站; 1工程概况1.1换乘站结构形式成都某新建地铁站与既有线换乘,换乘形式为平行通道换乘。

既有线为地下两层侧式站台车站,站台宽度8.4m+8.4m,站台长度120m,总长195.0m,主体主体结构宽26.4m,主体结构形式为三柱四跨框架结构,结构高度14.0m,底板埋深17.6m,顶板覆土3.6m。

新建车站为地下二层岛式车站,主体结构形式为两层双柱框架结构,站台宽度14m,站台长度120m,总长245.6m,车站宽度22.7m,结构高度14.4m,底板埋深18.0m,顶板覆土3.6m。

两线站厅层公共区负一层侧墙全部联通,既有线侧墙接口将全部打开,打开范围达80m,换乘通道长度18.3m。

图1 车站结构横剖面图1.2工程地质及水文地质情况车站地貌单元为岷江水系Ⅱ阶地,场地从上往下分布为2m填土、6.3m黏土、2m粉质黏土、2.4m稍密卵石、5.2m中密卵石、4.0m密实卵石。

地铁车站抗震的高效计算方法—反应位移法

地铁车站抗震的高效计算方法—反应位移法

• 地基弹簧刚度:
• 《日本铁道标准》对地基弹簧刚度给出了直接计算公式:
a.竖直方向地基弹簧刚度:
Kv=2.0EDBV-1/2(砂质土)
Kv=1.2EDBV-1(粘性土)
Kv=1.58EDBV-3/4(砂质土、粘性土互层)
式中 KV:竖直方向地基弹簧刚度(kN/m3)
ED:土体的变形系(kN/m2) Bv:底板宽度(m)

K :基床系数;

L:垂直于结构横向的计算长度;
d:土层沿隧道与地下车站纵向的计算长度。
• 2)结构惯性力:
fi miai

式中 fi:结构i单元上作用的惯性力;

mi :结构i单位的质量;

ai :地震时结构i单元处最大的加速度。
二、反应位移法
• 3、地震波反演软件EERA : • 3)结构周围剪力:
《大规模地下构造物の耐震设计法》)中的计算方法。 • B、地震波反演软件EERA。
二、反应位移法
• 1、《城市轨道交通结构抗震设计规范》(报批稿)中的计算方法:
• 1)土层相对位移:
uz
1 2
umax
cos z
2H

式中u (z):地震时场地深度 z 处土层的水平位移;

umax :场地地表最大位移,取值按本规范规定;
ν:土体泊松比
G:土体的动剪切刚度(一维土层地震反应分析得到)
二、反应位移法
• 2、日本相关资料中的计算方法:
• 2)结构地震时的惯性力:
• • 3)结构周围剪力:
பைடு நூலகம்
fi miui (将位移对时间求两次导)
• 顶、底板处的剪力:

北京某地铁换乘站施工前后抗震性能分析

北京某地铁换乘站施工前后抗震性能分析

北京某地铁换乘站施工前后抗震性能分析潘毫;韩玉珍;聂小凡;张连卫;何纪忠【期刊名称】《建筑结构》【年(卷),期】2022(52)S01【摘要】对于单独的地下结构,其在地震波作用下的变形规律已有较多研究成果,但针对既有结构和新建结构进行施工前后的抗震对比分析相对较少。

特别是在抗震工况下,判定新建结构对既有结构抗震性能的影响程度,以及换乘节点处具体的应力重分布规律,对优化车站结构的节点设计尤为重要。

基于北京19号地铁平安里站为工程背景,利用有限元软件MIDAS分别建立施工前后的三维有限元模型进行时程分析计算。

分析结果显示,新建地铁结构的存在改变了整体模型的自振频率,并对整体刚度造成一定程度的削弱,从而对整体的抗震性能产生不利影响。

特别是对于换乘节点衔接处,新建结构与既有结构侧墙开洞削弱了结构的刚度,导致结构的横向变形增大,同时也造成较大应力集中。

因此,在节点开洞处,需采取必要的加强措施以保证其抗震工况下的安全性能。

【总页数】5页(P826-830)【作者】潘毫;韩玉珍;聂小凡;张连卫;何纪忠【作者单位】北京城建设计发展集团股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU352.11【相关文献】1.全暗挖十字换乘地铁车站交叉节点施工方案比选——以长春地铁1号线解放大路站为例2.佛山地铁魁奇路地下换乘站抗震性能分析3.全暗挖十字换乘地铁车站交叉节点施工方案比选——以长春地铁1号线解放大路站为例4.地下空间(地铁站)构筑理论及施工技术的跨越--多功能地铁换乘站综合体释例5.全暗挖十字换乘地铁车站交叉节点施工方案比选——以长春地铁1号线解放大路站为例因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

十字交叉换乘地铁车站地震响应分析

十字交叉换乘地铁车站地震响应分析

方法ꎮ
字交叉换乘地铁车站纵向方向取三层双柱三
综上所述ꎬ已有研究中对于十字交叉换
跨的框架结构ꎬ横向方向取两层双柱三跨的
乘车站的地震响应分析较少ꎬ特别是针对不
框架结构ꎮ 车站顶板覆土深度为 2 mꎬ车站
同方向地震动荷载对换乘车站影响的研究更
少ꎮ 鉴于高烈度地震区域中竖向地震动荷载
纵向横向简化为相同长度ꎬ取 80 mꎬ车站截
an underground three ̄layer cross transfer subway station as the research objectꎬa three ̄dimensional
finite element analysis model is established by using the finite element software MIDAS ̄GTS.
doi:10. 11717 / j. issn:2095 - 1922. 2023. 05. 06
十字交叉换乘地铁车站地震响应分析
苏 健1 ꎬ李达琨1 ꎬ许民泽2 ꎬ崔春义2 ꎬ赵经彤2
(1. 大连海洋大学海洋与土木工程学院ꎬ辽宁 大连 116023ꎻ2. 大连海事大学土木工程系ꎬ辽宁 大连 116026)
horizontal seismic response of the structure increasesꎬ while the vertical seismic response
decreases.
Key words:cross over transfer subway stationꎻ dynamic time ̄history analysisꎻ seismic responseꎻ
摘 要 目的 研究十字交叉换乘地铁站在抗震分析中地震动荷载对结构动力响应的
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地铁换乘车站抗震非线性时程分析
发表时间:2019-08-08T09:19:01.267Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:郑凯晨[导读] 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。

广州地铁设计研究院股份有限公 510030 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。

因车站两端结构形式相似,建模仅考虑一半主体结构,不考虑开洞影响,对整体计算结果影响很小。

岩土层采用实体单元进行模拟,单元的尺寸约为1m×1m。

土体内部阻尼采用Rayleigh阻尼,土体阻尼比按常量0.05考虑。

板、墙采用壳单元,梁、柱采用梁单元进行模拟。

计算模型底边界取至<8-1>中风化岩层,顶面取至地表面,侧面边界到结构的距离取结构水平宽度的3倍。

模型底面采用竖向固定、水平自由边界,侧面采用粘性人工边界,顶面采用自由边界。

表1 土层物理力学参数表
图1 车站横剖面示意图
图2 时程分析法计算模型及网格划分
2.2材料+本构关系
模型涉及多种岩土体及混凝土材料模型,其中岩土体采用摩尔-库伦理想弹塑性模型,各向同性;混凝土结构采用线弹性模型。

车站与土体之间不考虑脱开、滑移。

2.3地震波选取
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》,输入3组人工合成地震波的加速度时程曲线,峰值加速度为0.147g,记录时间间隔为0.02s。

为节约计算时间,每组地震波均截取0~25秒这一段的加速度时程曲线进行计算。

图3 第一组地震波的加速度时程曲线
图4 第二组地震波的加速度时程曲线
图5 第三组地震波的加速度时程曲线
3 非线性时程分析结果
提取11、12号线车站主体断面、东端明挖段断面的结构变形,提取各层楼板的层间相对位移时程曲线,如下图所示。

图6 11、12号线车站主体断面变形
图7 东端明挖段断面变形
图8 车站主体负一层层间相对位移时程曲线
图9 车站主体负二层层间相对位移时程曲线
图10 东端明挖段负一层层间相对位移时程曲线
图11 东端明挖段负二层层间相对位移时程曲线
表2 层间相对位移最大值汇总表
表3 层间位移角最大值汇总表
由表2、表3可见,三组地震波作用下11、12号线车站主体断面、东端明挖段断面的层间位移角均小于《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)的限值4×10-3,在E3地震作用下车站结构整体变形满足性能等级为II的要求,该换乘车站满足抗震性能要求。

4 结语
研究结果表明,车站换乘段、东端明挖段各层均满足最大层间位移角限值要求,结构整体抗震性能良好。

抗震计算结果应与静力计算结果进行对比,对结构受力不利的地方应进行设计加强,确保设计安全。

同时,在不同地质条件下,车站位移及位移角应有差别。

因此,抗震设计过程中应充分考虑不利地层的影响,对结构薄弱位置进行加强设计,提高结构横向刚度,确保结构安全本研究成果可为类似双线换乘、前后结构形式存在变化的车站提供参考。

参考文献:
[1] 李彬.地铁地下结构抗震理论分析与应用研究.清华大学,2005.
[2] 刘晶波,杜义欣,闫秋实.粘弹性人工边界及地震动输入在通用有限元软件中的实现.防震减灾工程学报,2007,27(增刊):37-42.
[3] 施正诚.地铁车站与区间隧道过渡段的抗震设计分析.北京交通大学,2010.
[4] 高峰,关宝树.深圳地铁地震反应分析.西南交通大学学报,2001,36(4):355-359.
[5] 中国人民共和国国家标准.城市轨道交通结构抗震设计规范(GB50909-2014).中国计划出版社,2014.
[6] 中国人民共和国国家标准.建筑设计抗震规范(2016年版)(GB50011-2010).中国建筑工业出版社,2016.
[7] 中国人民共和国国家标准.地铁设计规范(GB50157-2013).中国建筑工业出版社,2013.
作者简介:
郑凯晨,男(1992~),广东省广州市,硕士研究生,现从事轨道交通工程及地下工程设计及建设工作;简历:2016~至今广州地铁设计研究院有限公司结构设计。

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