地鐵車站結(jié)構(gòu)—土體動力相互作用有限元分析.pdf

1、地鐵工程是解決現(xiàn)代城市交通問題的重要手段,是生命線工程的重要組成部分,隨著地下結(jié)構(gòu)數(shù)量的增加和震害的頻繁出現(xiàn),地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震問題日益受到各國地震工作者的重視。但是我國在地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震方面的研究相對滯后,至今還沒有完善的地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法,也沒有獨立的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范。因此研究地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震問題具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　本文以某地鐵車站為研究對象,依據(jù) ANSYS有限元軟件,在考慮人工邊界、地基取值范圍的基

2、礎(chǔ)上,建立二維有限元模型,對地鐵車站的地震動響應和影響進行了分析,論文的主要工作如下:
　　1)基于 VB和FORTRAN語言編寫了地震波數(shù)據(jù)處理軟件,它能夠合成人工地震波,并對位移產(chǎn)生的飄移進行修正和對強震記錄進行調(diào)整,同時也能夠進行反應譜和傅立葉幅值譜計算,并能夠輸出圖像和數(shù)據(jù)。
　　2)對地基范圍的取值進行分析,結(jié)果表明,在本文的場地條件下,當?shù)鼗秶樗谋督Y(jié)構(gòu)底寬時,不僅可以節(jié)約大量儲存空間和運算時間而且有較好的精

3、度。
　　3)選取適合場地條件的3組地震波,對地鐵車站有限元模型進行地震動響應分析。結(jié)果表明,地鐵車站結(jié)構(gòu)的側(cè)墻和底板及其結(jié)合部位是受力最不利位置,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的交叉處往往是產(chǎn)生較大的內(nèi)力值的部位,抗震設(shè)計時應謹慎考慮。
　　4)側(cè)墻處的動土壓力都是兩邊偏大,而中間偏小。隨著埋深的增加,不同地震動響應的動土壓力值相差較小,趨于一致。水平向地震波對側(cè)墻處動土壓力的影響起主導作用,側(cè)墻與頂板連接處易出現(xiàn)動土應力集中的現(xiàn)象。
　

4、　5)同水平向輸入地震動相比,豎直向地震動對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎矩、剪力影響不大,對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力有一定的影響,尤其是對中柱的軸力影響較大。
　　6)在只考慮水平向地震動輸入的情況下,時程分析的結(jié)果普遍比反應譜的計算結(jié)果稍小,反應譜的計算結(jié)果還是偏于安全的;但是在考慮豎向地震動和水平向地震動同時輸入的時候,反應譜的計算結(jié)果是偏于保守的。
　　7)研究地鐵車站結(jié)構(gòu)對周圍場地設(shè)計地震動的影響。結(jié)果表明,在中震和大震時地鐵車站結(jié)構(gòu)的存在對