典型地铁车站结构设计中地震作用的影响浅析

摘要

地铁车站结构的传统设计方法中，一般以结构自重、水压力、土压力及地面超载等静荷载为主要设计荷载，结构计算时按结构整体及单个构件可能出现的最不利工况进行组合。因一般经验认为静力荷载较大，设计中又采取了较大的安全系数，故地铁车站结构的传统设计中一般认为地震作用对地铁车站影响不大。
　　自日本阪神地震中地下结构遭到严重破坏之后，地下结构的抗震设计必要性逐渐为业内所重视，我国也即将颁布《城市轨道交通结构抗震设计规范》。基于此规范，本文采用反应位移法对不同设防烈度不同地质条件的三座典型地铁车站结构进行了抗震设计计算及分析，并与采用传统设计方法的计算结果进行了对比，获得了关于地震作用对地铁车站结构设计结果影响规律的认识。
　　本文围绕地铁车站结构的传统设计计算方法，对以静力为主要荷载的设计计算方法进行了讨论及总结，对一些尚未定论的设计热点问题提出了自己的思路与见解;围绕地铁车站结构的抗震设计问题，对基于即将颁布的地铁车站抗震规范中所推荐的反应位移法进行了研究，选取了三个较为典型的地铁车站实例，分别进行了考虑与不考虑地震作用的设计计算，并对结果进行了对比分析，揭示了地震作用对地铁车站结构设计结果的影响规律:(1)对以高地下水位软土场地条件下苏州地铁4号线庞金路站为代表的低设防烈度（6～7度）条件地铁标准站分析结果对比表明，基于反应位移法的抗震计算结果与以静力荷载为主的传统设计方法结果存在较小差别，后者结果可以包络前者;(2)对以低地下水位多土性分层场地条件下北京地铁16号线肖家河站为代表的高设防烈度（8度）地铁标准站分析结果对比表明，基于反应位移法的抗震计算结果与以静力计算为主的传统设计方法结果存在明显差别，局部内力最大相差可达175％;(3)对以低地下水位复杂场地条件下哈尔滨地铁1号线博物馆站为代表的特殊设防（8度设防）特大特深地铁换乘节点站分析结果对比表明，基于反应位移法的抗震计算结果与以静力计算为主的传统设计方法结果存在较大差异，局部内力最大相差可达118％。
　　本文分析结果表明，新规范中拟采用的抗震计算方法——反应位移法理论清晰，设计计算结果安全可靠，建议推广应用。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 本文选题背景及意义

1．2 地铁车站的震害

1．3 地下结构抗震理论分析方法分类

1．4 本文研究内容及论文框架

第二章 地铁车站结构设计中的静力计算分析

2．1 引言

2．2 荷载分类及工况组合

2．2．1 荷载分类及荷载系数

2．2．2 荷载工况

2．3 模型的建立及计算方法

2．3．1 计算模型假定

2．3．2 标准段横断面计算模型

2．3．3 标准段纵框架计算模型

2．3．2 标准段横断面计算模型

2．4 工程实例分析

2．4．1 工程概况

2．4．2 标准段横断面计算

2．4．3 纵框架计算

2．4．4 端头井空间计算

2．5 本章小结

第三章 地铁车站结构设计中的抗震分析

3．1 引言

3．2 基于反应位移法的地铁车站抗震计算分析

3．2．1 概述及计算模型假定

3．2．2 模型相关参数计算及选取方法

3．3 工程实例

3．3．1 工程基本信息

3．3．1 抗震设防原则

3．2．1 车站结构抗震计算

3．4 本章小结

第四章 地震作用对地铁车站设计结果的影响分析

4．1 引言

4．2 计算结果对比与分析

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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