地铁地下结构横断面简化抗震设计方法对比

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。

１　Ｔ型换乘车站结构抗震分析方法目前地下结构抗震分析常用的方法有反应位移法和时程分析法［８］。

其中：反应位移法认为地震过程中地下结构与周围地层具有相同的动力要素，因地层深度变化而产生的层间位移差将与各种工况载荷相结合，作为强迫位移施加在地下结构上。

由此，可以将土层的地震动力响应简化为平面静力问题，并计算得出结构内力［９ １０］。

而时程分析法采用有限元离散化法，将围岩介质与地下结构按整体处理，计算得到二者的动力响应［１１ １２］。

模型的动态特性是该方法讨论的重心，但需引入人工边界，设置不同的约束条件来表征未被建模的实际无限地层对参与建模的有限计算区域的影响。

本文通过上述两种计算方法对郑州地铁龙湖北站进行建模计算并对计算结果进行对比分析。

本文主要介绍时程分析法的模拟过程，对于反应位移法，仅列其模拟结果。

图１　郑州地铁龙湖北站横断面图２　工程概况龙湖北站横断面结构形式如图１所示。

覆土厚约为３．５ｍ，底部埋深约为２４．６ｍ，站台宽为１４．０ｍ，换乘车站主体结构外包长度为２０９．０ｍ。

本站分布的主要地层有②３１黏质粉土（Ｑａｌ４）、②４１粉砂（Ｑａｌ４）、②５１细砂（Ｑａｌ４）。

该站标准段基坑宽度为２２．３ｍ，围护结构采用１０００ｍｍ厚地下连续墙＋内支撑＋临时立柱的支护体系，共设置４道支撑：第一道支撑为７００ｍｍ×８００ｍｍ混凝土支撑；第二道、第四道支撑采用 ６０９ｍｍ、壁厚为１６ｍｍ钢管撑；第三道支撑采用 ８００ｍｍ、壁厚为２０ｍｍ钢管撑。

临时立柱桩采用 １０００钻孔灌注桩，插入基底以下１１．０ｍ；地下连续墙嵌固深度为１８．０ｍ。

龙湖北站为地下三层双柱三跨框架结构，顶板厚８００ｍｍ，中板厚４００ｍｍ，底板厚１０００ｍｍ，中柱尺寸为７００ｍｍ×１０００ｍｍ，柱跨为９ｍ。

３　动力计算准备工作时程分析法主要关注阻尼确定、地震波输入模式、人工边界设置等问题。

建模所用各种材料的计算参数如表１所示。

地铁地下结构抗震分析及设计中的关键问题摘要：近年来，我国的城市化发展突飞猛进，其中地铁的建设也在不断拓展，在城市建设中地铁有着不可替代的重要作用，不仅为人们的出行带来了便利条件，并且也缓解了城市交通的压力，促进了城市高速发展。

在开展地铁的建设工作时，必须要做好结构抗震分析，并合理设计，保证地铁的质量以及安全性，为城市的发展以及人们的生命财产安全提供保障。

文章就地铁地下结构抗震分析与设计进行了详细的讨论。

关键词：地铁地下结构；抗震分析；设计引言地铁设计和施工技术虽然相对成熟，但对于抗震研究尚不充分。

地铁工程是百年工程，且深埋于地下；一旦在地震中破坏，后期难以修复。

因此深入研究地铁结构抗震问题，对于目前大规模的地铁建设意义重大。

1地铁地下抗震结构的重要性地下与地上结构不同的是，地下结构由于受到周围土体的约束，其在地震作用下的破坏程度明显低于地上结构。

但是1995年日本的阪神地震造成神户地铁车站及隧道工程严重破坏，这给当时的传统观念带来极大冲击。

由此可见，开展地铁车站结构抗震性能研究的任务十分紧迫，不仅对城市交通建设的开展有实际意义，对其他地下结构的抗震设计也有参考价值。

2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。

为了解决有限截取模型边界上波的反射问题，边界条件采用由Decks等人提出的粘-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。

探究地下结构横截面抗震设计摘要：本文针对在工程设计中地下结构的横截面抗震设计进行概述,并作出了地下结构横截面抗震设计的几种方法，以供参考。

关键词：抗震设计；地下结构；抗震方法abstract: this paper in the engineering design of the underground structure seismic design of cross section are summarized, and make the underground structure seismic design of cross section of several methods for reference.keywords: seismic design; underground structure; seismic method中图分类号： tu591 文献标识码： a 文章编号：前言：近年来的几次大地震中均有地下结构发生明显破坏的记录。

随着地下结构数量的增多和地下结构震害的频繁出现，地下结构抗震问题日益受到世界各国地震工作者的重视。

世界各国学者对地下结构遭受震害问题给予了极大的重视，研究了地震中导致区间隧道和地铁车站震害的原因，并据此建立分析理论、提出设计方法，使地下结构抗震研究出现前所未有的热潮，成为地震工程界重要的研究方向。

目前在地下结构横截面抗震分析领域出现了多种简化分析方法，由于工程实践的需要，采用简化方法进行设计分析是必要的。

一、地下结构横截面抗震设计分析方法地下结构抗震设计分析方法，从力学特性上可以分为拟静力计算方法和动力反应分析方法两类。

动力反应分析方法能够计算地震反应过程中各时刻结构的内力和变形状态，给出结构开裂和屈服的顺序，判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型，结果也较为准确、精度较高;但是动力分析尤其是非线性动力分析不可避免地会在地震动输入、人工边界的设置以及土动力非线性参数等方面增加分析问题的复杂性与引入不确定性，同时它的计算工作量较大、耗时多，计算结果易受地震波选取的影响，用于常规的抗震分析还存在一定的困难，因此在一般的工程设计中难以大规模推广应用。

地下结构震害及抗震分析方法综述安腾【摘要】At present, China has begun to develop underground space, especially the subway projects. Usually, the underground structure has good seismic performance, and relatively few earthquake disasters. But if the underground structure is damaged by the earthquake, it will cause serious damage and cannot be repaired. This paper mainly introduces the seismic hazard characteristics of underground structures and compared the methods of seismic analysis of underground structures, such as the reaction displacement method, free field deformation method and so on.%目前,我国开始大力发展地下空间,尤其是地铁工程.通常情况下,地下结构具有良好的抗震性能,地震灾害相对较少.但是地下结构一旦遭受地震破坏,将会带来严重损失并且难以修复.本文主要介绍了地下结构的地震灾害特征以及常用的地下结构抗震分析方法.并且对比分析了反应位移法、自由场变形法和地震系数法等的特点以及不足.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)011【总页数】2页(P244-245)【关键词】地下结构;地震灾害;抗震性能;反应位移法【作者】安腾【作者单位】榆林学院,榆林719000【正文语种】中文【中图分类】TU930 引言随着现代城市的不断发展与人口的迅速增长，人类对生活空间的需求也不断扩大，地下结构的不断发展便是其真实写照。

地铁车站结构抗震设计计算方法及必要性曹萌芽苏云肖中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133摘要：针对我国商缺少完善的地铁下结构抗震计算方法，在分析目前我国地铁等地下结构抗震研究基础上，重点阐述了需要解决的抗震设计计算方法。

关键词：地铁车站；结构抗震设计；计算方法；必要性中图分类号：TU93；TU921 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)42-0135-021 地铁车站结构抗震计算方法抗震设计是地铁车站结构设计中非常重要也是相对薄弱的环节。

一方面，当前对于地下结构的地震响应与震害机理的认识还不够明晰；另一方面，尚缺乏指导设计广而认可的实用分析和计算方法。

地铁车站结构抗震计算方法主要分静力法和动力法，静力法是将随时间变化的地震力或地层位移用等代的静地震荷载或静地层位移代替，然后用静力计算模型分析地震荷载或强迫地层位移，该法是比较简单实用的抗震计算方法；动力法又称动的解析法、时程分析法，将车站结构和周围土体作为一个整体在基岩输入地震波来分析，考虑了结构-土的动力相互作用，直接从运动微分方法出发，用数值方法逐步积分，可以获得结构在整个地震作用中的状态变化情况，能比较真实地再现结构在地震时的动力反应，该法能够处理土层的各向异性、材料的非线性以及各种不同的边界条件等问题，因而该方法是地下结构抗震分析方法中最为精确的方法，但计算量相对较大、较为耗时。

本节系统总结了目前国内外常用的地下结构抗震设计计算方法，静力法的震度法、反应位移法及动力法的动的解析法等。

1.1 震度法震度法又称地震系数法，国内《铁路工程抗震设计规范》和《建筑抗震设计规范》地下结构部分的抗震计算采用了震度法。

将地震动的作用等效为静力荷载进行抗震计算，等效静荷载包括主动土压力增量、结构惯性力以及上覆土体惯性力，其中结构惯性力：F=（a/g）·W=K·W式中：a 为作用于地下结构的地震加速度，g 为重力加速度，W为结构自重，K为地面运动加速度峰值与重力加速度g 的比值，即设计水平震度。

浅析地铁等地下结构的抗震分析和设计中的问题摘要：近年来随着我国经济发展水平的不断提高，城市轨道交通飞速发展，地铁也正逐渐成为人们出行的主要交通方式，但是就目前的现状而言，我国并没有形成完整的地铁以及其他地下结构的抗震理论体系。

本文研究了目前地铁等地下结构抗震分析和设计的实际情况，找出了一些关键问题进行研究讨论，提出了一些建设性意见，对地铁等地下结构的抗震分析具有重要的作用，并且对其他地下建筑工程的设计具有重要的参考意义。

关键词：地铁地下结构抗震分析引言：随着改革开放的不断深化，我国经济迅速发展，城市发展也迈入了一个新的台阶，城市规模的不断扩大，相应的城市的交通压力也越来越大。

地铁作为一种新型的交通方式逐渐进入人们的生活，相较于传统的交通工具，地铁方便快捷环保并且很大程度上缓解了交通拥堵这一难题。

就目前现状来看，我国无疑是进入了地铁建设的黄金时期。

为此我们要更加重视这其中的安全问题，地铁的安全事关人民的生命财产安全，地铁工程的抗震问题便是地铁安全问题的重中之重。

本文作者通过多种研究方法分析总结了地铁抗震分析中的几大重要环节，对地铁等地下结构的抗震分析和设计提供一些参考。

（一）：结构和土相互作用的分析模型地铁车站结构抗震计算方法主要分静力法和动力法，静力法是将随时间变化的地震力或地层位移用等代的静地震荷载或静地层位移代替，采用静力计算模型分析，该法简单实用；动力法是地下结构抗震分析方法中最为精确的方法，但计算量相对较大、较为耗时。

在地震发生时，地铁等地下工程结构和周围土壤会出现弹塑性以及非线性的特点，地铁与土壤接触的部分可能会发生局部的滑坡与脱离。

为此在建立模型时应该将结构和土的弹塑性与非线性的特点考虑进去，包括结构材料的非线性·结构和地基的非线性·近场地基和远场地基的非线性因素，虽然这几个非线性的单个理论研究已经比较成熟，但是在实际过程利用这些理论成果去建立合理的地铁等地下工程结构的分析模型还需要进一步的研究深化。

浅析地铁等地下结构的抗震分析和设计中的问题摘要:目前我国还没有系统完善的地铁等地下结构抗震分析方法和专业的地铁等地下工程结构抗震设计规范,本文首先总结了我国地铁等地下工程结构抗震分析和设计的现状,围绕地铁设计当中的几个关键问题展开讨论,问题包括:合理的地铁工程结构的动力分析模型;有效的结构和土动力相互作用分析方法;地铁等地下工程结构破坏模式和地铁抗震性能的评估;地铁工程结构的抗震构造措施和地铁穿过地震断层时的设计和施工方法。

这些问题的分析和讨论有助于我国地铁工程结构设计的发展进步。

关键词:地铁抗震设计地下结构伴随着我国经济的发展,城市建设日新月异,城市交通的压力也越来越大,地铁以其高效、快速和清洁的优点成为各大城市的选择。

到目前为止,我国已进入了地铁建设的黄金期。

与此同时,必须认识到地铁工程也是城市生命线工程,地铁工程的抗震问题是城市防灾减灾和抗震的关键环节。

然而,国内还没有独立的地铁等地下工程结构抗震设计规范,现行《地铁设计规范》在地铁的抗震问题上只是做了简单的规定,没有对地下结构的抗震设计方法进行系统的总结和归纳。

出现这些问题的原因是由于人们对地下结构的地震危害认识不够,对地下结构的抗震设计不够重视,客观地说,地铁等地下结构的地震危害小于地上结构,但是国外的地震灾害(如1995年日本阪神大地震)证明在地下底层发生较大位移或变形时,地铁等地下工程结构同样会发生很严重的灾害,地铁等地下结构的抗震设计问题应该重视。

目前对地铁等地下结构抗震性能的研究主要是通过原型观测、模型试验及数值模拟进行,由于抗震问题的复杂性,没有哪一种方法能够全面且真实的解释和模拟地铁等地下工程结构的动力性能,而需要结合三种方法的结论进行综合比较分析。

本文主要分析总结地铁抗震分析设计中的几个关键问题。

1 结构和土相互作用的分析模型在地震作用时,地铁等地下工程结构和土会出现弹塑性和非线性的特点,相互之间的接触有可能出现局部的滑移和脱离。