分析轨道交通工程地下车站结构抗震设计
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城市轨道交通地下车站结构的抗震分析发表时间:2020-04-14T14:24:51.080Z 来源:《基层建设》2020年第1期作者:叶仲瓞[导读] 摘要:近年来我国城市化发展进程不断加快,受城市空间限制因素的影响,城市开始大力发展地下轨道交通设施,一般城市轨道交通结构位于抗震设防区域,对该区域进行抗震设计至关重要。
广州瀚阳工程咨询有限公司广东省广州市 510335摘要:近年来我国城市化发展进程不断加快,受城市空间限制因素的影响,城市开始大力发展地下轨道交通设施,一般城市轨道交通结构位于抗震设防区域,对该区域进行抗震设计至关重要。
基于此,本文以地下车站结构作为研究对象,根据该结构抗震设计流程,对地下车站进行抗震计算和性能验算,保证结构的稳定性。
关键词:城市轨道交通;地下车站;抗震分析引言:与地面结构相比,人们对城市轨道交通地下结构的抗震设计起步较晚,相关抗震设计流程还不够程序。
从地下结构的确定入手,根据地基相关参数选定进行抗震设计,结合城市轨道交通曲线隧道的实际情况完善抗震设计流程,从而使地下空间得到充分利用,在满足居民出行需求的同时,释放交通压力,提升轨道交通运输能力。
1.城市轨道交通地下车站结构的抗震设计流程对地下车站进行抗震设计时,应确定周围地基条件以及空间分布情况。
了解地层地质条件和相关物理参数,对土地动力特性加以明确,找出基准面。
同时,在抗震设计中还要结合地下车站空间分布情况,了解衬砌、接缝等构造参数,对用于设计的地震动做好二级、三级设防。
选择的地震动应作用于基准面,确定基岩空间与空间土层交界面,通过输入基准面来确定场地覆盖层的大致厚度,经过理论分析与实际认证,明确覆盖层对地震动的强度有着直接影响。
选取位于地下车站结构之下的岩土层,剪切波速不低于500m/s,如果覆盖涂层的厚度低于70m,建议设计地震作用的基准面与地下结构之间的距离应超过地下结构高度的两倍。
如果覆盖涂层厚度超过70m,建议在该处土层位置进行结构抗震设计。
地铁车站抗震设计分析摘要:地铁地下结构是城市重要的公共基础设施,对城市生命和经济具有重大意义,因此对地铁地下结构进行抗震设计是非常必要的。
本文以某标准两层车站为计算模型,采用反应位移法和时程分析法两种方法进行地铁车站结构地震反应计算,并结合相关规范对计算结果进行了分析讨论,为类似工程及地下结构抗震研究具有一定的参考意义。
引言随着城市化的不断发展,为解决交通拥挤及效率问题,我国各大城市地铁建设迅猛发展。
地铁工程是城市重要的社会公共基础设施,其结构复杂且一旦损坏难以修复,会造成重大的经济损失。
而地铁等地下结构在地震中遭受重大震害的情况已有先例,如1985年墨西哥Ms8.1级地震造成的地铁隧道和车站结构破坏、1995年日本阪神Ms7.2级地震引起神户市大开地铁车站的严重破坏[1-3],因此对地下结构进行抗震分析是十分必要的。
众多学者对地铁等地下结构的抗震理论及规范进行了研究。
刘晶波等[4]阐述了地下结构抗震分析的五个关键问题,包括动力分析模型、结构-地基系统动力相互作用问题分析方法、地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能评估方法、抗震构造措施,和地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施。
侯莉娜等[5]将《城市轨道交通结构抗震设计规范》和地上民用建筑抗震设计规范进行了对比分析,指出地铁地下结构可遵循“两水准、两阶段”的设计思路及地下结构抗震设计地震动参数应与其设计基准期一致等。
陈国兴等[6]对地下结构震害、动力离心机和振动台模型试验,以及工程师在地下结构抗震分析中可能用到的有效设计与分析方法等方面涉及的重要问题进行了简要和全面的回顾。
本文结合某标准两层车站的工程实例,阐述地铁地下结构抗震反应分析方法,并对计算结果进行分析,为城市地下结构抗震评估提供一定参考。
1.车站抗震反应分析概况1.1工程概况车站结构型式为地下两层两跨箱型框架结构,明挖法施工,标准段宽为20.1m,基坑开挖深度约为17m。
标准段剖面图如图1所示。
实例分析地铁车站抗震设计引言1地铁车站震害实例分析在阪神地震中,神户市地铁多数车站有震害现象发生,尤其是大开车站(Daikai Subway Station)和上泽车站(Kamisawa Station),破坏最为严重,混凝土中柱开裂倒塌、顶板和楼板断裂坍塌、侧墙开裂等破坏现象随处可见。
其他车站的中柱、顶板、楼板和侧墙部位也有破坏现象,但总体来说,破坏较为轻微。
该车站用明挖法于1964年建成,中间柱(400×1000�,�3.5m)约30根完全破坏,顶板下沉约3m,车站断面变成M形,中柱上端或下端混凝土剥落,钢筋屈曲。
在线路方向及垂直方向上,轴向钢筋鼓出,箍筋也有许多破坏的,在侧墙的隅角部位也发生裂缝及变位但无显著破坏。
国内外学者根据地铁车站结构在阪神地震中出现的严重破坏进行了许多研究,结果表明:(1)中柱是地铁车站结构抗震的薄弱环节,对其抗震性能的设计应引起重视;大开车站的中柱是由于水平和竖向地震作用下产生了较大内力,从而导致了整个地下结构的破坏;(2)直下型地震的强地面运动破坏作用对地铁车站的破坏很大;(3)采用冲量理论分析竖向地震作用对中柱破坏的影响,发现竖向地震动作用下地下结构所产生的内力比水平地震动作用下产生的内力还要大,这能较好的解释中柱破坏的震害现象,说明竖向地震作用对地铁车站结构的破坏有显著影响。
2 地铁车站震害机理分析地铁车站震害形态的差异与地震强度、震源距、地震波的特性、地震力的作用方向、地质条件、车站结构与周围土体介质的相对刚度及施工方法、施工的难易程度等有密切关系。
根据以往地下结构在地震时所表现的行为可知,地震的主要或次要效应均可使车站结构遭受破坏。
该效应包括两个方面:第一种效应是土体失稳,指土体的变形、差异位移、震陷和液化。
该类型的破坏多数发生在水文地质条件变化较大、断层破碎带、浅埋地段或车站结构刚度远大于周围土层刚度的土体介质中,是目前公认的主要破坏形式。
第二种效应是地震惯性力,指强烈的地层运动在结构中所产生的惯性力所造成的破坏。
地下地铁车站抗震浅析发布时间:2022-04-29T10:00:13.086Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷第1月1期作者:姬仁楠何锋[导读] 本文以某地区城市轨道交通地下地铁车站为背景姬仁楠何锋(中交铁道(武汉)建设科技有限公司湖北武汉 430056)摘要: 本文以某地区城市轨道交通地下地铁车站为背景,利用反应位移法对其地震作用下的部分指标进行抗震分析。
结果表明,在设防地震和罕遇地震下,车站结构的地震作用响应均能满足规范要求。
计算结果已为该车站的抗震设计提供依据,且分析方法可为同类型地下站提供参考。
关键词: 地下地铁车站;反应位移法;设防地震;罕遇地震1·工程概况某轨道交通工程地铁车站为地下二层岛式站台车站,站台宽度12m。
车站外包总长218m,标准段宽21.7m,高13.24m,结构标准段采用地下两层双柱双三跨钢筋混凝土框架箱型结构,地下一层为站厅层,站台层布置在地下二层。
车站顶板覆土3m左右,底板埋深约16.44~18.32m。
本工程抗震设防分类为乙类,抗震设防烈度为6度。
场地类别为Ⅲ类。
地震动峰值加速度为0.05g,场地地震动峰值加速度调整系数为1.3,故本场区基本地震动峰值加速度αmax为0.065g,场地基本地震加速度反应谱特征周期为0.45s。
框架抗震等级为二级。
图1.1 车站断面布置图2·抗震设防目标结合《地铁设计规范》(GB50157-2013)及《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)中对不同类型地铁结构抗震的相关设防目标的要求,本工程抗震设防目标设定如下:1)Ⅰ级目标:结构在重现期为100年的地震作用下不破坏,完全保证其正常使用功能,结构处于弹性工作状态,完全不影响运营及行车安全。
(50年设计基准期超越概率40%,多遇地震)2)Ⅱ级目标:结构在重现期为475年的地震作用下,不破坏或轻微破坏,应能够保持其正常使用功能;结构处于弹性工作阶段,不应因结构的变形影响正常运营,不因结构变形导致轨道的过大变形而影响行车安全。
浅谈地铁地下车站抗震设计摘要:随着我国国民生活水平的提升,汽车已经成为人们重要的代步工具。
然而,随着汽车保有量的逐步扩大,路面交通拥堵问题已然接踵而至。
为解决日益拥堵的路面交通问题,地铁工程已经成为大中型城市建设的重点项目。
我国一些大中型城市存在地震灾害,为了确保人们在地下车站中的安全以及行车安全,应科学、合理的对地铁地下车站进行抗震设计。
鉴于此,本文将对地铁地下车站的抗震设计进行详尽探究。
关键词:地铁;地下车站;抗震设计引言:为了快速解决我国大中型城市日益严峻的城市交通拥堵问题,地铁工程已经成为解决这一问题的必要途径。
其中,由于地震具有巨大的破坏作用,为了有效的抵抗因为地震而出现的强烈破坏力,需要加强地铁中地下车站的抗震能力,从而有效降低地震所产生的破坏作用,维护地下车站中市民的安全。
为了确保城市交通秩序稳定,保障人们的生命财产安全,加强地铁地下车站抗震设计就显得极为关键。
一、我国地铁结构抗震设计标准的发展尽管我国地铁工程建设时间比较长,但是仍然存在对地铁地下车站地震危害认识不足,地铁地下车站由于存在地层约束,使得其地震危害程度小于地上结构,所以导致没有对地铁地下车站的抗震性有着足够严重的关注,从而使得我国对于地铁地下车站的抗震设计方面存在滞后现象,进而延误了地铁地下车站抗震方面的相关规范标准以及理论的发展。
近年来,我国加大了对地下车站抗震问题的研究力度,从抗震设防标准、抗震性能要求、场地与地基抗震规定、地震反应计算和抗震构造措施等多方面进行了全面而系统的规定,为地铁结构的抗震设计提供了依据和指导。
二、我国地下车站抗震研究现状和地铁地下车站常用地震分析方法1、原型观测法原型观测法是研究地下车站地震反应规律和破坏机理的手段,主要方式有地震观测和震害调查,它是对真实地下车站地震反应进行实地量测或调查的地下车站抗震研究方法。
2、动力模型试验法动力模型试验法是研究地下车站地震反应的重要手段,振动台模型试验提供了一种可以控制地震动输入、边界条件、土层性质等影响参数研究地下车站在地震作用下动力反应的手段,它在一定程度上补充了原型观测资料的不足。
城市轨道交通地下结构抗震分析与设计摘要:轨道交通在城市建设中已成为重要的交通设施,因此有必要进行抗震设计,使轨道交通工程具有更为合理的抗震害能力,更好地保证城市轨道交通结构的地震安全性,减少地震造成的破坏。
本文对城市地下轨道交通工程的结构抗震设计进行了全面的分析和研究,希望能对同行工作者提供一些有价值的参考。
关键词:轨道交通工程;轨道交通工程结构;抗震;设计引言随着城市化的发展,城市交通条件和环境条件日益恶化。
交通拥堵和低效已成为各大城市的通病。
人们逐渐认识到,以地下铁道为骨干的大运量快速公交系统是解决这一问题的重要途径。
实践证明,地铁具有快速、高效、清洁的特点,在世界发达地区如东京、莫斯科、伦敦等大城市的客运中发挥着不可替代的作用。
近年来,中国的地铁建设也得到了快速的发展。
地铁工程是生命线工程的重要组成部分,其地震问题已成为城市工程抗震防灾减灾研究的重要组成部分。
在美国、日本等国家,对地铁等地下结构的抗震设计理论进行了研究,提出了一些实用的抗震设计方法。
然而,我们对这一领域的研究却相对滞后。
到目前为止,还没有独立的抗震设计规范。
GB50157—92《地下铁道设计规范》和GB50157—2003《地铁设计规范》对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定,其原因主要是研究工作开展不够,对地下结构抗震设计方法缺乏系统研究。
长期以来,地铁结构的抗震设计基本是参照GBJ111—87《铁路工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》,采用地震系数法进行的。
地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷,比如按照地震系数法,作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加,这与实际情况明显不符。
出现这一局面的原因与人们对地下结构震害的认识不无关系,在地层可能发生较大变形和位移的部位,地铁等地下结构可能会出现严重的震害,因此对其抗震问题应给予高度重视。
一、关于地下结构抗震研究和地下结构较为常用的地震分析方法 1.关于原型观测的方法分析这种方法主要是研究地下结构的地震反应规律和破坏机理,主要包括地震观测和损伤调查。
地铁车站的抗震性能设计城市轨道交通已成为一个城市先进水平的标志。
文章以某地下车站为例,通过时程分析法对其进行抗震性能分析。
结论:(1)结构在设计地震作用下,整体处于弹性阶段,层间位移和位移角均满足抗震设计要求;(2)土层的最大相对位移和地铁车站结构的最大位移是数值相差很近,在设计地震作用下,土层和结构保持整体运动,不发生分离现象。
(3)结构弯矩最大值出现在侧墙底部与底板连接处,设计时应考虑采取加强措施。
标签:地铁车站;时程分析法;抗震性能分析近年来,随着城镇化推进,交通拥堵问题越来越严重,地铁以其快速、便捷的优势,迅速受到大型城市的青睐,也成为一个城市现代化的标志,地铁建设因此在国内外大型城市如火如荼的进行着。
地铁建设作为百年工程,地铁的抗震性能设计是地铁结构设计的重要组成部分,针对地铁抗震性能的分析受到广大学者的重点关注。
1 地下结构的抗震研究考虑到地层的约束,相比地上结构而言,地下结构被认为具有良好的抗震性能。
但是,通过对近些年来国内外地下结构地震灾害现象的调查研究,在地震作用下,地下结构的破坏现象也相当普遍,对地下结构抗震性能的研究也在实际的设计工作中不断推进。
采用MIDAS/GTS软件对地下结构进行时程法计算分析,动力有限元数值仿真分析中,所关心振波的高频(短波)成分决定网格单元长度,低频(长波)成分决定模型边界范围的大小。
通常,当计算模型的水平范围取为8~10倍隧道直径时,即可获得较高的计算精度[1]。
为了解决有限截取模型邊界上波的反射问题,边界条件采用由Decks等[2~4]人提出的粘-弹性吸收边界。
粘-弹性边界不仅可以较好地模拟地基的辐射阻尼,而且也能模拟远场地球介质的弹性恢复性能,具有良好的低频稳定性。
本次分析采用地震输入为地质安全评估部门专门提供的地震时程函数。
根据抗震设计条件,采用安评报告中三组50年超越概率为10%和2%地震的基岩加速度时程函数进行时程法分析,根据轨道交通抗震规范,本工程仅计算水平地震作用,根据三个样本的加速度时程,分别沿X方向、Y方向进行时程分析,取其中最不利影响结果作为本工程抗震依据。
轨道交通工程地下车站结构抗震设计摘要:随着我国城市化进程的不断加快,人们生活质量和周边环境也发生了翻天覆地变化。
随着城市人口数量的增长,城市腰痛压力越来越大,轨道交通工程地下车站的出现有助于环节交通压力。
但轨道交通不仅要满足运输功能,还要有一定安全性和抗震能力。
本文以A市B地下车站为例,展开地下车站抗震设计分析,分析结果可作为后续地下车站抗震设计相关参考。
关键词:轨道交通工程;地下车站;结构;抗震设计引言现代化城市建设过程中,城市轨道交通不仅要具备良好的运输能力,还要在设计方面充分考虑其抗震性能和安全性。
地下车站结构施工要严格按照国家规定相关抗震设计标准进行设计,如此不仅能提升地下车站抗震性能,还能为日后城市的健康、可持续发展奠定良好基础。
一、抗震设防目标(一)抗震设防类别、烈度与等级根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》的相关要求,城市轨道交通结构应划分为:标准设防类;重点设防类;特殊设防类,三个抗震设防类别。
标准设防类:抗震措施应按本地区抗震设防烈度确定;地震作用应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306规定的本地区抗震设防要求确定;重点设防类:抗震措施应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求确定;地震作用应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB18306规定的本地区抗震设防要求确定;对进行过工程场地地震安全性评价的。
应采用经国务院地震工作主管部门批准的建设工程的抗震设防要求确定,但不应低于本地区抗震设防要求确定的地震作用;特殊设防类:抗震措施应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求确定;地震作用应按国务院地震工作主管部门批准的建设工程的抗震设防要求且高于本地区抗震设防要求确定[1]。
抗震设防地震动峰值加速度与抗震设防地震动分档和抗震设防烈度之间对应关系如表1所示。
表1:抗震设防地震动峰值加速度与抗震设防地震动分档和抗震设防烈度之间对应关系(二)论证对象的判定根据住房和城乡建设部印发的《市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)》的相关规定,轨道交通地下车站建筑面积超过10000㎡的可以判定该地下车站工程可以作为单体工程进行抗震专项论证分析。
地铁车站结构抗震分析摘要:随着城市化的进程,各个城市的规模日益扩大,进几年来各个城市对城市轨道交通建设的投入也不断加大。
过去人们普遍认为,地下建筑结构具有良好的抗震性能。
然而近年来世界各地已发生的地震灾害中,发现很多地下结构也遭受了不同程度的破坏,甚至部分出现了很严重的破坏。
目前地铁抗震设计主要参考《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)进行抗震计算。
本文将以浙江金华地铁工程的某个地下车站为例,采用“I反应位移法”分析地震作用的工况,并提出一些抗震方面的意见和建议。
关键词:城市轨道交通;抗震性能;反应位移法;地震作用工况1 车站抗震设计概况1.1工程概况地铁车站为金华-义乌-东阳市域轨道交通工程一个站。
车站为地下一层侧式车站,主体结构为地下一层单柱双跨钢筋混凝土框架结构,标准段宽度为17.6m,顶板覆土厚度2.8-3.2m,底板埋深12.1m,车站总长291.1m。
车站结构采用明挖法施工。
图一:车站标准横断面1.2抗震设防目标依据住房和城乡建设部下发的《市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)》及《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014),并考虑到轨道交通地下车站的重要性和震后修复难度,抗震设防目标如下:(1)结构在遭受相当于本工程抗震设防烈度的地震影响时,即475年一遇地震动作用下,不破坏或轻微破坏,应能够保持其正常使用功能,结构处于弹性工作阶段,不应因结构的变形导致轨道的过大变形而影响行车安全;(2)结构在遭受高于本工程抗震设防烈度的罕遇地震(高于设防烈度1度)影响时,即2450年一遇地震动作用下可能破坏,经修补,短期内应能恢复其正常功能,结构局部进入弹塑性工作阶段。
475年一遇地震作用,对应50年超越概率10%地震作用,即《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)中E2地震作用。
2450年一遇地震作用,对应50年超越概率2%地震作用,即《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)中E3地震作用。
城市轨道交通大型地下空间结构抗震性能设计摘要:近年来城市轨道交通与地下空间开发结合越来越紧密,主要是利用轨道交通强人流优势服务地下空间商业,起到拉动区域经济,高效利用地下空间的作用。
为了城市轨道交通建设、运营及商业运行的安全,需加强地下大型空间结构的抗震设计。
本文以实际工程为背景,利用软件作为仿真平台并进行数据分析,对城市轨道交通地下大型空间结构的抗震性能进行研究,以期为类似工程提供参考和帮助。
关键词:轨道交通;抗震性能;空间结构伴随着我国城市轨道交通建设的迅速发展,北京、上海等城市已建成两线、三线换乘车站与地下空间综合开发的大型地下建筑形式。
由于我国是一个多震区的国家,大中型城市大多处于高烈度地区,大型地下结构抗震问题越来越受到人们的重视。
目前国内对其抗震性能的研究和工程设计方面还很少。
1工程概况某市轨道交通工程与周边商业地块合建,形成较大地下空间结构,根据实际环境特点,将车站原有站台、站厅层调整为站台、站厅+商业、停车等地下三层结构,大空间结构主要在站厅+商业区域,地面局部区域设置下沉广场。
2三维的动力学模型2.1模型和参数依据研究工作的主要要求,明确了实体模型规格,即X,Y,Z方位上的相对应长短各自为630m.550m和110m。
到目前为止,已经有108000个实体模型节点,在每一个节点的作用下可以构成相对应的单位,其数量达到510000个。
整个实体模型共设定为4层构造,与此同时选用四面体元模拟的方式。
结构主体部分选用板元模拟的方式,而梁,柱等则选用梁单元模拟的方式。
2.2边界加工因为实体模型界限较为独特,这一区域非常容易发生应力波反射面状况,其同时的影响便是结果畸变,为防止这一问题,选用人工边界的处理方式。
在这个基础上,引进粘弹性人力界限的定义,寻找与界限连接点相对性应的正切值和正切值位置。
2.3减振特点将每一组地震数据分别做好处理,尤其是:除X,Y轴外,还需对X轴反方向载入处理,并从而紧紧围绕18个载荷进行工作状况测算。
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析摘要:在城市建设发展过程中,交通基础设施是城市建设和经济发展的重要基础和保障,交通基础设施的建设不仅进一步促进了城市的经济发展,而且为人们的日常出行提供了更为便利的条件。
根据城市轨道交通的特点和作用,充分挖掘城市空间,需要进行科学合理的规划和设计,才能使城市轨道交通具备良好的运输能力。
城市轨道交通作为重要的交通工具,如果在地震中遭受到严重破坏,将严重威胁人们的人身安全。
因此,在设计初始,既要满足轨道交通的运行能力,又要使轨道交通具有良好的稳定性和安全性,在城市轨道交通建设过程中,有必要在设计中提高地铁车站结构的抗震能力,以保障乘客的生命和财产安全。
抗震设计是满足地铁车站结构抗震能力的基础,地铁车站结构的施工是抗震设计的延续,是地铁车站结构具有较高抗震能力的保障。
为了完成地铁车站结构抗震设计,需要探讨以下要求:(1)抗震设防类别;(2)抗震等级及烈度;(3)论证对象的判定;(4)抗震设防目标;(5)抗震论证方法。
结合某城市地下车站抗震设计要求,进行了详细的分析和研究。
关键词:轨道交通工程;地下车站结构;抗震设计1 抗震设防目标1.1 抗震设防类别、烈度及等级根据城市轨道交通震后可能产生的经济损失和后果,地下车站结构的抗震设防类别可分为三类:(1)特殊设防类;(2)重点设防类;(3)标准设防类。
在上述地下结构功能分类中,通过计算平均日客流量确定地下车站结构类型。
在《城市轨道交通结构抗震设计规范》中,对三类设防结构给出了明确的结构抗震设计要求和规则,同时在抗震设计中应严格执行抗震设计标准,在结构施工及竣工验收过程中,还需要检查施工的执行情况,并将检查数据和实际信息进行记录,并建立完善的数据管理体系。
1.2 论证对象的判定随着城市轨道建设规模的增大和功能的更加完善,在目前的地铁车站结构的抗震设计中,一般地下车站项目的建筑面积均在10000多平方米以上,需要进行足够的抗震能力分析,以使地震结构符合抗震设计的内容标准。
轨道交通工程地下车站结构抗震设计分析发布时间:2022-09-22T07:25:21.246Z 来源:《工程建设标准化》2022年第5月10期作者:张强[导读] 随着我国国民经济的高质量发展,城市化逐渐成为目前我国的一项重要环节。
姓名:张强单位名称:天津晟源工程勘察设计有限公司 300143摘要:随着我国国民经济的高质量发展,城市化逐渐成为目前我国的一项重要环节。
城市化的发展,不仅能够确保人们的生活水平得以提高,同时也改善了人们的生活环境,使人民的生活水平进入一个更高的层次。
而在城市化的发展过程中,城市轨道交通工程的建设无疑是一项非常重要的工程项目。
(衔接不上)在轨道交通工程建设过程中,地下车站结构抗震设计是确保轨道交通工程在投入使用的过程中实现稳定运行的保障。
本文通过对轨道交通工程地下车站结构抗震设计进行分析,希望可以为轨道交通工程建设工作提供有效的保障。
关键词:轨道交通工程;地下车站结构;抗震设计;分析引言:城市轨道交通工程的大规模建设,在城市化的发展过程中具有至关重要的作用。
通过对该工程的抗震设计予以科学地把控,就能够使得城市轨道交通工程能够合理抵御地震所带来的破坏,为更好地实现城市轨道交通工程的正常运行打下坚实的技术基础。
通过对抗震设防地区的城市轨道交通工程进行设计,就能够保证城市轨道交通工程的建设工作能够更好地开展,使得城市轨道交通工程能够更好地造福人类。
一、抗震设防目标(一)抗震设防类别,强度以及等级根据我国城市轨道交通建设的相关要求,对城市轨道交通工程进行系统化的分类是尤为重要的一项工作。
其抗震设防类别主要分为以下几种,第一种特殊设防类,第二种重点设防类,第三种标准设防类。
在相对应的分类中,根据车站日流量,来进行消防类别的界定,就可以更好地确定车站结构的整体类型,为更好地开展城市轨道交通的建设工作打下坚实的基础。
除此之外,在开展城市轨道交通工程建设过程中,必须要对车站的抗震强度等影响城市轨道交通工程的因素进行严格的把控,同时在开展施工建设和竣工验收等相关环节的工作时,施工人员需要对工程的抗震能力进行测试,确保施工建设的整体质量能够符合实际的标准,并为更好地开展城市轨道交通工程的建设工作,打下坚实的基础。
环球市场/理论探讨-114-地铁车站结构抗震设计简述黄满斌辽宁省交通规划设计院摘要:轨道交通是城市交通运输体系中重要组成部分,但目前对地铁车站结构抗震设计研究远远不够。
本文通过对地铁车站结构的抗震设计案例进行分析,发现在地震作用下标准车站二维计算是比较常用的,仅有部分建筑面积超过1万平方米的车站采用三维计算。
通过归纳,在地震作用下车站中柱的内力大于在静力荷载作用下的内力,在地铁车站结构抗震设计过程中应该对中柱的抗震设计应该采取构造加强措施。
关键词:地铁车站;结构设计;抗震计算一、地铁车站震害机理分析地铁车站的震害形态多样,其差异性与地震的强度、震源深度、地震波的动力特性、地质条件、车站周围土体介质、车站结构以及地震力的作用条件都具有很大的相关性,除此之外,地铁车站的震害形态还与施工方法有着密切关系。
地铁车站结构地震时破坏主要原因是受地震主要效应及次要效应所造成的。
此效应主要包含两个方面:二、实例结合地勘资料,地震波特性,分析出模型的位移角及内力,分析中柱抗震及具体措施:1、工程概况。
某地铁车站主体结构采用地下两层双跨箱型框架结构。
地面标高取3.25m,结构顶板上表面标高0.25m,覆土厚度取为3.0m。
结构总高度13.38m,抗浮水位标高2.15m。
抗震设防烈度为7度、设计基本地震加速度值为0.10g、设计地震分组为第一组。
50年超越概率10%所对应的地面平均峰值加速度为0.0996g,场地类别为Ⅲ类,E2地震作用下的抗震性能验算采用反应位移法计算,E3地震作用下结构的变形性能采用非线性时程分析法计算。
2、反应位移法抗震计算。
本站覆盖层厚度小于70m,结构有效高度13.38m,底板埋深约16.38m,取本站基准面埋深H=45m,某站场地深45m 深处的地层波速满足大于500m·s-1的要求。
对顶板、左侧墙、右侧墙以及底板计算其位移、深度、地表位移、相对位移与等效节点力等数据。
计算结果如表所示。
地铁车站结构抗震设计地铁车站作为城市交通系统的重要组成部分,其结构的抗震设计至关重要。
在地震发生时,车站结构的稳定性和安全性直接关系到乘客的生命安全。
因此,合理的抗震设计是确保地铁车站在地震中具备良好抵抗能力的关键。
一、地铁车站的抗震需求地铁车站作为载客量较大的交通枢纽,其结构的稳定性和抗震能力要求较高。
首先,地铁车站需要保证在地震中具有足够的结构刚度和强度,以抵抗地震产生的水平和垂直地震力。
其次,车站的组成部分如地下结构、地面结构、屋顶结构等都需要考虑到地震力的作用,设计合理的抗震措施,确保整个车站的稳定性。
此外,车站地下层与地表之间的连通结构,如通道、电梯等,也需要具备良好的抗震性能。
二、地铁车站抗震设计的原则1. 安全原则:地铁车站的抗震设计必须以安全为前提。
设计方案应该能够确保车站在设定地震烈度等级下仍然能够正常运行,并保护乘客和工作人员的生命安全。
2.可靠性原则:地铁车站的抗震设计需要考虑结构的稳定性和可靠性,确保在地震发生时不发生结构故障或倒塌。
3. 全面性原则:地铁车站的抗震设计需要全面考虑各个组成部分的抗震要求,包括地下结构、地面结构、屋顶结构以及通道、电梯等连通结构的抗震设计。
4. 经济性原则:地铁车站的抗震设计需要在满足安全性和可靠性的基础上,尽可能控制设计成本,避免不必要的浪费。
三、地铁车站抗震设计的具体措施1.结构刚度和强度设计:地铁车站的结构需要具备足够的刚度和强度,以抵抗外部地震力的作用。
通过合理的结构形式、结构材料的选择和构造的设计,增强地铁车站的抗震能力。
2.减震措施:为了减小地铁车站结构受到的地震作用,可以采用减震措施,如安装补偿器、减震器等。
这些措施能够吸收和消散地震能量,减小地震对车站结构的影响。
3.防震措施:采用特殊的地震抗震设备和材料,如防震支座、增强型混凝土等,可以提高车站的整体抗震性能,增强结构的稳定性。
4.维护和监测:地铁车站在运行过程中需要进行定期的维护和检测,确保设计的抗震措施始终处于良好状态。
城市轨道交通地下结构抗震设计流程摘要近年来,我国较多的城市轨道交通工程得到了建设。
在其地下结构施工中,需要做好抗震方面设计。
在本文中,将就城市轨道交通地下结构抗震设计流程进行一定的研究。
关键词:城市轨道交通;地下结构;抗震设计流程;1 引言在城市空间愈发紧张的今天,城市轨道交通的建设有效缓解了城市的交通。
在城市轨道交通建设当中,其地下结构占据的比重较大,包括有地下车站以及区间隧道,且在部分城市中,其轨道交通结构处于抗震设防区,并因此对抗震设计具有了较高的要求。
为了获得更好的抗震设计效果,就需要能够做好其设计流程的把握。
2 抗震设计流程2.1 流程关键内容在抗震设计当中,首先需要做好地下结构周围结构空间分布、材料以及地基条件的确定。
对于地基条件,需要做好地层地质条件以及物理参数的了解,尤其是做好土体动力特性的把握,做好设计地震作用基准面的确定。
结构条件方面,需要对结构的衬砌构造、接头构造、空间分布以及接缝构造进行了解,并做好各类材料参数的了解与掌握。
输入地振动是设计当中的重点参数,需要根据设计规范实际需求做好不同设防标准地震动的确定。
在现阶段,其主要规范有二级以及三级设防。
地下结构方面,因其在地层相对位移方面较为敏感,对此,在选用地震动时程时,即需要能够做好基线漂移处理,保证其位移时程不具有发散特征。
地震动选取方面,即需要为地震作用基准面设计位置的地震动,其输入基准面,即是对非均匀空间土层同弹性均匀基岩空间交界面的确定,但在实际情况下,介质当中并不会存在该种理想化的界面,对此,则可以将其是作为一种假想输入界面。
输入基准面确定,即代表场地覆盖层厚度的确定,根据理论分析可以发现,输入面上覆盖层的存在,将会对地震动频谱与强度产生影响,输入界面剪切波速大小也将影响到地震反应结果,对可以说,输入基准面选择的是否正确,则将对场地地震反应的精度以及结果具有直接的关联。
地震反应分析方面,需要以自由场反应为基础进行计算,其目的,即对地震活动发生时地下结构附近地基的非线性程度以及加速度、剪应力以及位移等计算。
xx市轨道交通2号线一期工程抗震专项论证xx站xx地铁2号线一期工程xx站抗震设防专项论证报告目录第一章概述 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 结构特点及施工方法 (1)1.3 设计依据 (3)1.4 主要设计原则 (4)1.5 主要设计标准 (6)1.6 初步设计评审意见及执行情况 (6)1.7 基坑专项论证专家意见及执行情况 (7)第二章工程地质和水文地质概况 (10)2.1 工程地质 (10)2.2 地层特征 (10)2.3 水文地质 (12)2.4 特殊性岩土及不良地质作用 (14)2.5 地震安全性评价报告结论 (15)第三章抗震设防基本要求 (16)3.1 抗震设防目标 (16)3.2 抗震设计条件 (16)3.3 抗震设计方法 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
第四章静力作用下结构计算分析 (24)4.1 荷载分类及组合 (24)4.2 计算模型与计算简图 (26)4.3 主体结构计算及结果 (27)第五章抗震计算 (32)5.1 静力法计算 (32)5.2 时程分析法计算 (39)5.3 结构抗震性能分析 (44)第六章抗震构造措施 (48)6.1 主体结构抗震构造措施 (48)6.2 非结构构件抗震措施 (54)第一章概述1.1 工程概况xx站位于现状下堡路与塔浦路交叉口北侧,沿塔浦路向北方向布设,位于规划园二路下方,现状地面起伏较大、南高北低,站址范围内南北地面高差约1.4m~3.2m。
站址西南角为中国铁建海曦小区,东南角为空地,东西两侧及站址北端为东宅社2~4层民房、临街简易房或厂房。
本站为地下双层岛式站台车站,站台宽度为12m,有效站台长118m,主体结构采用双层三跨钢筋混凝土框架结构,设3个出入口、两组风亭,车站有效站台中心里程右DK36+070.447,车站主体结构外包总长213m,标准段宽21m,车站顶板覆土3~4.5m。
地下车站抗震案例分析摘要:目前是我国轨道交通行业快速发展的时期,地铁建设如火如荼。
地铁作为百年工程,关系国计民生,地铁结构必须满足抗震的要求。
本文以某地下车站为例,采用非线性时程分析法对地下车站抗震有限元计算。
关键词:轨道交通;车站;抗震;非线性时程法1、案例概况本文以某沿海城市地铁1号线某车站为例。
该车站采用明挖法施工,为地下两层12m岛式站台车站,采用地下两层双柱三跨钢筋混凝土框架结构。
本工程抗震设防分类为乙类,抗震等级为三级,按7度抗震设防烈度要求进行抗震计算。
2、抗震分析抗震设计中地震效应的计算方法有反应位移法,地震系数法,弹性时程方法,非线性时程方法等。
根据规范要求,采用反应位移法和时程分析法进行抗震效应计算。
本文仅介绍采用非线性时程分析法对车站进行有限元抗震计算。
由于本站分布均匀、规则且纵向较长,结构分析采用平面应变分析模型。
2.1计算模型建模时取1延米平面框架,柱按抗弯刚度等效原则转化为墙,根据抗弯刚度等效原则计算等效墙厚。
岩土采用平面应变单元、结构采用梁单元进行有限元建模。
岩土采用摩尔-库伦理想弹塑性模型,结构采用线弹性模型。
岩土单元的尺寸约为1m×1m,以满足动力分析的要求。
计算模型底面采用固定边界,侧面采用粘性人工边界。
模型底面取至<17-2>号散体状强风化花岗岩层面,顶面取地表面,侧面边界到结构的距离取结构水平宽度的3倍。
计算模型2.2计算地震波本文选择3组地震波进行计算:结语:非线性时程分析法进行抗震分析,能够计算地下结构的抗震能力,指导结构设计和施工。
实际施工时,需要采取必要的抗震构造措施,在薄弱部位进行加强,完善结构受力转换体系,保证结构承载力和安全性,采取必要的辅助施工措施,同时优化施工步序和现场组织。
参考文献:[1]赵真.抗震概念设计刍论[J]. 国际地震动态, 2015(5):47-48.。
分析轨道交通工程地下车站结构抗震设计
摘要:当前交通拥堵问题已经成为制约我国进一步发展的主要影响因素之一,
通过开展轨道交通工程能够有效的解决我国交通拥堵问题,但是在实际的轨道交
通工程建设过程中如何提高轨道交通工程抗震能力是其设计的重要环节,本文探
究轨道交通工程地下车站结构变形特点,通过抗震计方法的介绍,对轨道交通工
程地下车站结构抗震设计提出以下改进的看法和建议。
关键词:轨道交通工程;地下车站;抗震设计
引言
自我国改革开放以来,我国进入到了发展的黄金时期,我国各行各业发展迅猛,进而随着我国社会生产能力水平的不断提升,我国交通承受的压力越来越大。
特别是对于城市而言,城市居住人口较多,如何能够更有效的利用地下资源,开
通轨道交通工程成为城市发展的必然走向。
本文将从轨道交通工程设计中抗震设
计入手,从多个方面分析如何提高轨道交通工程地下车站结构设计的设计质量。
1当前我国轨道交通工程地下车站抗震现状
随着我国社会生产能力的不断提高,人们对于自身日常出行提出了更高的要求,当前现行的个人驾车出行或公交等方式的出行手段已经不能够满足人们的实
际需求。
城市轨道交通的发展成为必然,随着城市轨道交通的不断发展,轨道交
通工程地下车站结构发生了较大的变化,传统的跨度小、断面小的轨道交通工程
地下车站结构已经逐渐失去其原有的优势,当前大跨度、高断面的结构已经成为
轨道交通工程地下车站结构发展的主要走向之一,这也对轨道交通工程地下车站
抗震能力提出了更为严格的要求。
当前我国在开展轨道交通工程地下车站抗震结构设计研究的过程中主要的研
究方向与研究重点放在了基于标准断面的车站结构设计,在进行大跨度的地下车
站研究过程中主要以矩形结构为研究的重点,虽然我国在对大跨度轨道交通工程
地下车站抗震设计方面研究的速度较快并且已经取得了一定的成果,但是针对大
型复杂的轨道交通工程地下车站结构设计的研究投入还有待提升。
2轨道交通工程地下车站结构在地震状态下变形的主要特点
随着我国公路运输与铁路运输压力的逐渐增多、城市居民流动人口数量的不
断增长,开展轨道交通工程建设是我国当前各大城市解决交通拥堵问题的主要手
段之一,轨道交通工程地下车站的建设地区均处于地下区域,因此当周边环境发
生震动时引发其应力变化的主要因素在于地基受力变形,而不同于路面交通主要
是由于惯性原因。
并且由于轨道交通工程地下车站处于地下位置,所以一旦发生
地震监测人员在进行地震波监测的过程中由于周边地质构成成分存有一定的差异性,使得检测的难度较高。
相比于地面建筑而言,轨道交通工程地下车站受到地
震的影响程度更高,其不仅仅会受到地面震动的影响,周边地质中含水量多少、
轨道交通地下车站的挖掘深度都会影响到地面震动对其影响的多少。
由于轨道交
通工程地下车站的特殊性使得要想提升与保障轨道交通工程地下车站抗震能力需
要轨道交通工程地下车站抗震设计人员秉持着严谨的工作态度,细致的收集多种
不同的数据,在运用复合型设计方法来保障与巩固轨道交通工程地下车站抗震能力,为我国国民的出行安全奠定基础。
3轨道交通工程地下车站结构抗震设计的设计方法
3.1当前我国常见的轨道交通工程地下车站抗震设计方法概述
当前在开展轨道交通工程地下车站抗震设计的过程中选用的方法种类较多,
当前较为常见的设计方法有地震系数法、二维分析法、时程分析法等等。
在实际
的分析方法的选用上,轨道交通工程地下车站设计人员应当结合城市的地质差异、工程建设的实际地质数据、施工团队原材料选用等多种参考因素,进而来选择出
最具有实用性、可行性、经济性的设计方法。
当前我国在开展轨道交通工程地下
车站抗震设计的过程中通常采用的是平面反应位移法以及时程分析法两种方法。
如果轨道交通工程地下车站上方存有建筑物则需要采用三维补充的方式来提高设
计分析的精度与质量。
3.2二维度时程分析方法
二维度实诚分析方法是开展轨道交通工程地下车站结构设计过程中较为常见
的分析方法之一,二维度时程分析方法在实际使用过程中通常应用于抗震性能要
求较高的车站设计中,通过二维度时程分析法的运用能够直观的展现出震动过程
中轨道交通工程地下车站的内力与变形状态。
但是二维度时程分析方法虽然具有
着全面性较强、展现性较强的优点,但是其缺点同样较为明显,主要表现在人工
边界设置误差和非线性参数确定方面,并且在使用二维度时程分析方法时整体的
计算工程量较大,对轨道交通工程地下车站抗震设计人员的综合水平要求较高,
如果相关工作人员不具备着多年工作经验很容易造成计算失误。
3.3反应位移计算模型运用
采用反应位移法进行地下结构横截面的抗震计算时,需考虑结构惯性力、土
层相对位移和结构周围剪力三种地震作用,结构惯性力根据地震作用下的加速度
直接施加。
研究表明,地下结构在地震作用下随周围土体一起振动,加速度、位
移等结构反应与周围土体基本一致。
所以土层相对位移和土层剪力的竖向分布,
可以不考虑车站结构的影响,根据地层的一维波动模型计算。
一维波动模型计算中,所需场地土的静、动性能参数有土层波速、土的重度、动剪切模量及阻尼比
与剪应变关系曲线、基岩处地震加速度时程,参数按工程场地地震安全性评价报
告取值。
计算场地所取计算基准面均选取剪切波速大于五百米每秒的基岩,且基
岩面深度大于底板最大埋深。
在进行轨道交通工程地下车站结构抗震设计的过程中通常将整体轨道交通工
程地下车站结构横向震动变形数据作为核心参考资料,并按照轨道交通工程地下
车站结构周边的土壤作为结构的整体支护地基由于轨道交通工程地下车站结构具
有多样化特点,因此在构建模型的过程中通常会将三维立体模型转变为二维平面
进行分析。
4对优化轨道交通工程地下车站抗震设计的几点看法
当前我国在开展轨道交通工程地下车站抗震设计的过程中虽然已经取得了较
大的成就,并且要就的速度较快,但是相比于西方发达国家而言,我国在轨道交
通工程地下车站抗震设计中还存有着较多的问题和不足之处,并且随着轨道交通
工程逐渐向着大跨度方面发展,我国应当加大对轨道交通工程地下车站抗震设计
的研究力度,将当前的研究方向逐步的靠近轨道交通工程地下车站未来发展走向,深入到市场中去探寻到市场的未来发展趋势,进而来开展更具针对性的研究。
于
此同时,在轨道交通工程地下车站抗震设计方法选择上,轨道交通工程地下车站
抗震设计人员应当不断的学习新的理念,不应当停留在当前位置,而是应当不断
的学习与进步,进而在实际的工作过程中能够通过多种方法的运用取长补短,实
现自身价值提高轨道交通工程地下车站抗震设计能力。
结语
总而言之,随着我国轨道交通工程的不断建设,如果能够提升轨道交通工程
地下车站抗震能力是当前工程人员与设计人员关注的重点本文从我国当前轨道交
通工程地下车站抗震现状入手分析,介绍了几种设计方法,并提出一些设计建议,希望能够起到一定借鉴作用。
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