黄土地区地铁车站结构抗震设计简化方法探讨

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1、分类号:TU410710-2012128003硕士学位论文黄土地区地铁车站结构抗震设计简化方法探讨石娜导师姓名职称胡志平教授申请学位级别硕士学科专业名称岩土工程论文提交日期2015年6月2日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学DiscussontheseismicdesignsimplifiedmethodofsubwaystationstructuresinloessareaADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ShiNaSupervisor：Prof.HuZhiping

2、Chang’anUniversity,Xi’an,China摘要以西安黄土地区两层三跨典型地铁车站结构为背景，运用有限元软件ANSYS建立地铁车站结构在水平地震作用下的二维数值模型。通过动力时程分析计算出车站结构在水平地震作用下顶、底板之间的最大层间位移，并将该值作为响应位移应用到传统反应位移法中，从而提出本文的简化计算方法。通过计算对比分析，结果表明：1、地铁车站结构在水平地震作用下，车站结构在板墙、板柱连接处关键部位应力最集中，这些关键部位的加速度、速度、位移响应时程曲线相似，响应应力峰值相差不大。但响应加速度峰值相对于输入加速度峰值有明显的放大效

3、应，车站结构顶、底板之间在5s时刻产生最大层间位移。2、本文的简化计算方法是在传统反应位移法的基础上建立的，将动力时程分析得到的最大层间位移施加到地铁车站结构上，再考虑地震惯性力和水土压力及结构自重，通过结构力学中计算超静定结构内力的位移法计算车站结构的内力。计算方法简单、计算过程清晰、计算结果较为合理。3、基于本文简化计算方法的计算结果与基于ANSYS数值模型的动力时程分析结果相比，内力值总体偏大。主要原因为在计算过程中考虑了结构的最大层间位移（最危险情况）、地震加速度取值也是动力时程分析中输入的加速度峰值，所以计算结果偏大，使工程设计偏于安全。关键

4、词：地铁车站结构，地震动响应，最大层间位移，抗震设计，简化计算方法iAbstractConsideringtheundergroundofthreespansoftwolayerstypicalsubwaystationstructureintheloessareaofXi’an,inordertogetthesimplifiedcalculationmethod,finiteelementsoftwareANSYSisusedtoestablishthetwo-dimensionalnumericalmodelofsubwaystationstruc

5、tureundertheactionofhorizontalseismic.Concludethemaximumdisplacementbetweenlayersofthestationstructureundertheactionofhorizontalseismicthroughthedynamicandtime-historicalanalysis,andwhichisastheresponsedisplacementapplyingtothetypicalresponsedisplacementmethod.Theresultsofcalcul

6、ationanalysisshowthat:1.Themoststressconcentrationpartsistheconnectionofplate-wallandplate-columnofthesubwaystationstructureundertheactionofhorizontalseismic,timehistorycurvesoftheacceleration,velocity,displacementofthethesepartsaresimilar,andthereislittledifferenceamongthepeaks

7、tressresponse.Butcomparedwiththeinputpeakacceleration,theamplificationeffectofthepeakaccelerationresponseissignificant,themaximumdisplacementbetweenlayersisoccurringattime5s.2.Thesimplifiedcalculationmethodofthispaperisestablishedonthebasisofthetraditionalresponsedisplacementmet

8、hod,applyingthemaximuminter-layerdisplacementun