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天津轨道交通Z2线高新一路站高架车站结构抗爆性能研究
| 论文题名： | 天津轨道交通Z2线高新一路站高架车站结构抗爆性能研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;高架车站;爆炸荷载;动态响应;破坏过程;抗连续倒塌性能 |
| 摘要： | 随着城市化进程不断加速，高架车站结构体系得到迅速发展。高架车站内人流密集，遭受爆炸后不仅会引起结构关键构件损伤破坏，甚至可能导致整体结构连续倒塌，给人民生命安全和经济财产带来巨大损失，造成严重的社会影响。因此，开展高架车站结构抗爆性能和抗连续倒塌性能研究具有重要意义。 本文以天津轨道交通 Z2 线高新一路站高架车站结构为研究对象，运用ANSYS/LS-DYNA 有限元软件，从关键构件和整体结构两个层面，深入研究了爆炸荷载作用下高架车站结构的动态响应、破坏过程和抗连续倒塌性能。主要研究内容和成果如下： （1）通过分析确定了影响高新一路站高架车站结构抗连续倒塌性能的关键构件为车站首层中柱，爆炸荷载作用下车站首层中柱动态响应的参数化分析表明：柱截面惯性矩是影响车站首层中柱爆炸动态响应的关键因素。确定了车站首层中柱可能出现的爆炸威胁，通过对各爆炸威胁下车站首层中柱的损伤评估表明：在最大爆炸威胁下车站首层中柱的损伤指标 D为 0.58，柱发生重度破坏。采用不同加固措施后柱的动态响应分析结果表明：采用干挂石材加固对柱的抗爆性能提升效果最好。 （2）建立了高架车站结构非线性动力分析多尺度模型，分析了爆炸荷载作用下高架车站结构非线性动力响应。结果表明，该高架车站结构遭受爆炸后先发生局部响应，其强度随测点到爆源实际距离的增加而减弱；后发生整体响应，其强度随测点高度的增加而提高。 （3）应用直接模拟法和拆除构件法，分析了爆炸荷载作用下高架车站结构的抗连续倒塌性能。结果表明，高新一路站高架车站结构具有良好的抗连续倒塌性能；采用拆除构件法分析会高估该高架车站结构的抗连续倒塌性能；在实际工程中，应根据具体结构特点和爆炸工况等，选用适当的连续倒塌分析方法。 |
| 作者： | 张祎 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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