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地铁车站对邻近地面建筑地震动响应影响的分析
| 论文题名： | 地铁车站对邻近地面建筑地震动响应影响的分析 |
| 关键词： | 地铁车站;地面建筑;运动相互作用;地震动响应;反应谱法 |
| 摘要： | 随着城市建筑和轨道交通网的日益密集，出现了大量地面建筑物和地铁车站地下结构相邻的情况。在地震作用下，地下结构和邻近地面建筑会产生动力相互作用，影响地下结构和地面建筑结构的地震动响应。因此，研究地铁车站地下结构与地面建筑结构地震动响应的相互作用是十分必要的。 基于动力子结构法，地铁车站地下结构和邻近地面建筑结构的动力相互作用可以分解为运动相互作用和惯性相互作用。本文采用数值模拟的方式，主要对地震作用下地铁车站地下结构对邻近地面建筑的地震响应的影响进行研究。 本文的主要研究内容和成果如下： 1）研究不同影响因素下，地铁车站地下结构对邻近地面建筑运动相互作用的影响。忽略地面建筑的质量，得到运动相互作用下地面建筑的基础输入运动。发现：地面建筑的基础输入运动与地铁车站地下结构特性有关，随地铁车站高度与宽度的增加而增大，随地铁车站刚度的增加而减小；与地面建筑频率无关；与两者之间的空间距离有关，随地铁车站埋深的增加而先增大后减小；随地铁车站与地面建筑间距离的增加而减小；与场地特性有关，随场地泊松比的增加而增大。以上因素均对地面建筑结构基础输入运动的傅氏谱峰值产生了影响，对其频率分布特性则没有明显影响。 2）研究不同影响因素下，地铁车站地下结构对邻近地面建筑的地震动响应的影响。根据叠加原理，将地铁车站地下结构对地面建筑的运动相互作用和惯性相互作用进行叠加，得到地面建筑的地震动响应。发现：地铁车站对地面建筑的地震动响应与地铁车站地下结构特性有关，随地铁车站高度与宽度的增加而增大，随地铁车站刚度增加而减小；与地面建筑的自振频率有关，当地面建筑自振频率和输入地震动频率接近时，其地震动响应明显增大；与两者之间的空间距离有关，随地铁车站埋深增加而先增大后减小，随地铁车站与地面建筑间距离的增加而减小；与场地特性有关，随场地泊松比的增加而增大。 3）基于以上结论，本文提出了一种适用于邻近地铁车站的地上建筑结构的简化反应谱法。分别对比本文简化方法、传统振型分解反应谱法结果与整体时程法结果之间的误差，证明了简化方法结果比传统振型反应谱法结果更接近于整体时程法，具有更高的计算精度。该方法可以在实际工程中为地面建筑结构抗震设计提供一定的参考。 |
| 作者： | 张泽 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张鸿儒 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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