原文传递
高净空地铁交叉换乘车站地震反应分析
| 论文题名： | 高净空地铁交叉换乘车站地震反应分析 |
| 关键词： | 地铁换乘站;净空高度;软弱地层;抗震分析 |
| 摘要： | 随着路面交通问题的日益严重，越来越多的市民选择了采用地铁交通出行。我国的城市轨道交通运营线路和里程也越渐增加。而我国的地震断裂带十分活跃，震灾严重，给人民的生命财产造成了巨大损失。地铁交叉换乘站通常位于城市交汇点，人流量集中，地铁换乘站在地震中破坏将会造成严重的后果，所以地铁换乘站的动力分析一直是工程界研究的重要课题。本文以北京某地铁交叉换乘站为研究对象，利用 ANSYS 有限元软件，建立土体-结构有限元模型，采用波动的方法输入地震剪切波，研究了净空高度变化和软弱地层介质对地铁交叉换乘站的地震响应影响。 本文的主要研究内容与结论如下： （1）当采用波动法对地下结构进行抗震计算时，提出了一种对边界面划分不均匀的有限元模型中等效荷载处理的简便方法。即通过在边界面划分不均匀的有限元模型外建立一圈密度大小均匀的实体单元，从而使边界节点等效面积一致，减少了对边界节点等效面积的处理，达到减少计算步骤，提高计算效率的目的。 （2）对某地铁交叉换乘站进行了地震反应分析，确定了地铁交叉站的薄弱部位。计算表明，在车站结构交叉位置处，以及侧墙底部会出现应力集中的现象，并且距离车站交叉位置两倍车站宽度以外的断面，其结构横向变形较大。且在地震动过程中，主要由侧墙承受交叉处的内力，由立柱承受交叉远端处的内力。 （3）研究了地铁车站净空高度变化对地震响应的影响，确定了地铁交叉换乘车站需要加强抗震设计的临界高度。计算表明，当车站整体净空高度大于约16.6m后，其立柱顶部承受的弯矩峰值会突然增大；当换乘车站整体净空高度大于约18.6m后，车站结构的横向相对变形以及侧墙底部承受的弯矩、剪力峰值和立柱底部承受的弯矩峰值均会突然增大，此时容易发生立柱、侧墙失稳和剪切破坏。 （4）研究了软弱地层介质对地铁交叉换乘站地震响应的影响，确定了地铁交叉换乘车站需要加强抗震设计的临界地层参数。计算表明，软弱地层下会增大结构的Von Mises应力，特别是当土层的弹性模量小于0.8GPa，泊松比大于0.39后，在地震动作用下，距离车站交叉位置两倍车站宽度以外的断面，其结构横向变形会突然增大，且立柱底部承受的弯矩峰值也会突然增大。 |
| 作者： | 皮浩成 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
