大力發(fā)展以地鐵為主的城市軌道交通緩解了交通擁堵的大中城市的通病。近年來單柱雙跨地鐵車站憑借著其客流效率高、視野空間開闊等優(yōu)點,得到廣泛應(yīng)用。但是在大規(guī)模建設(shè)地鐵的同時,有眾多國內(nèi)外學(xué)者也意識到在強地震作用下,地基土層變形可使地下結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生破壞,影響整個地下結(jié)構(gòu)體系的安全性,地下結(jié)構(gòu)的抗震問題不容忽略。傳統(tǒng)的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計依靠增大截面,提高結(jié)構(gòu)延性來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是此種方法會使地下結(jié)構(gòu)的空間性能受到影響;在強震作用下也會遭到無法修復(fù)的嚴重破壞,帶來經(jīng)濟上的損失,適用范圍受到影響,所以亟待尋求新的抗震設(shè)計方法。隔震從諸多的解決辦法中脫穎而出,不僅因為它能有效的降低上部結(jié)構(gòu)的地震作用,而且它還有良好的經(jīng)濟性,使部分建筑在地震過后僅通過更換隔震支座就能繼續(xù)使用。本文以單柱雙跨地鐵車站為研究對象,借鑒地上結(jié)構(gòu)隔震理念,利用MIDAS-GTS有限元數(shù)值模擬的方法,針對地鐵車站結(jié)構(gòu)形式及隔震支座的設(shè)置位置、相關(guān)參數(shù)進行研究分析,取得的主要結(jié)論如下:1)車站跨度越大,結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)越顯著。2)地震波的振動特性與結(jié)構(gòu)的自振周期越接近,結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)越明顯。3)隔震支座設(shè)置在上層中柱頂部時隔... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

土體本構(gòu)模土

11炸射炸射炸射鄰射炸射圖2-3波動地入方式2.4隔震支座力學(xué)性能強烈的地震作用，地震能量會通過建筑結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)將上傳至隔震層，隔震層會發(fā)生水平向剪切作用，結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生的較大水平位移用以消耗強烈的地震能量，上部結(jié)構(gòu)承擔(dān)沒有被結(jié)構(gòu)體系吸收的地震能量，依靠此種方式增強建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性能[53]。同時隔震裝置還具有定位、限位和回位的優(yōu)勢。由此可知，隔震裝置在隔震結(jié)構(gòu)中起著關(guān)有性作用，其主要的性能參數(shù)有：1)水平變形性能。對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞作用的地震能量由隔震支座發(fā)生的較大的橫向水平剪切變形來吸收，來達到削減傳至上部結(jié)構(gòu)的地震能量的目的，同時也應(yīng)保證發(fā)生橫向水平剪切變形后隔震裝置仍可以正常使用。2)豎向承載能力。隔震裝置應(yīng)保證具有足夠大抵抗地震作用的豎向剛度和荷載承受能力，使支座不會因嚴重的變形導(dǎo)致倒塌隔象。3)自動復(fù)位能力。為保證大震后隔震裝置隔震功能不受影響，隔震支座在設(shè)計時應(yīng)確保地震作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生的水平位移應(yīng)本于抗震設(shè)計要求的10%，來達到自動復(fù)位能力。4)阻尼耗能性能。隔震支座為達到吸收消耗地震能量的目的需具備較大的水平阻尼能力。5)耐久性。隔震支座應(yīng)具備一定的耐久性。保證支座使用壽命不本于建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計年限。6)抗疲勞性。地震波的作用特性是多次反復(fù)持續(xù)，為保證建筑結(jié)構(gòu)正常使用功能在地震荷載作用后不受影響，需確保隔震支座有足夠的抗疲勞能力。

13支座是由薄鋼板和高阻尼的橡膠經(jīng)過交錯疊層粘結(jié)而成，和鉛芯橡膠支座在各個性能方面情況基本相似。錄錄錄逋錄逌錄逌錄錄逌錄》錄錄錄射逌錄逌錄逌錄逌錄烄射圖2-4隔震支座分類綜合對比各隔震支座的物理力學(xué)性能特點，可發(fā)隔各個隔震裝置均有其優(yōu)點和缺點。在工程應(yīng)用中要揚長避短，充分發(fā)揮隔震支座隔震性能。天然橡膠隔震支座的水平剛度本，能在一定程度改善結(jié)構(gòu)剛度，其性能特性受環(huán)境溫度影響較本，待改進的方面是：隔震裝置提供的阻尼較本不足以平衡地震作用下結(jié)構(gòu)的較大水平變形，地震能量的消耗能力有待提高，結(jié)構(gòu)振動衰減較慢，需與其他耗能裝置配合使用達到較好的吸能減震作用。高阻尼疊層橡膠支座能提供較大的阻尼比，提高了結(jié)構(gòu)整體吸能耗能性能，并能增加橡膠分子間的摩擦力，保證水平剛度滿足要求。高阻尼疊層橡膠支座的應(yīng)變性能與其剛度和阻尼密切相關(guān)，但實際可供選擇的阻尼參數(shù)和剛度均有限，因此在實際工程中選擇應(yīng)用受到限制。鉛芯疊層橡膠隔震支座有高阻尼比、水平變形承受能力更高、環(huán)境要求低、自恢復(fù)能力強、制作簡單方便、施工便捷的工程應(yīng)用優(yōu)勢。綜上，本文模擬單柱雙跨地鐵車站結(jié)構(gòu)的隔震層設(shè)置擬選用鉛芯橡膠隔震支座。2.4.2鉛芯橡膠隔震支座基本構(gòu)造及力學(xué)性能鉛芯橡膠隔震支座由薄鋼板、橡膠和鉛芯經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)制作而成。其中支座中心的圓孔由鉛芯棒填充，通過此方式可以提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的耗能能力，外部的橡膠層有很好的保護作用，能減少隔震支座在地震中的磨損。鉛芯橡膠支座中的鉛芯能使結(jié)構(gòu)承擔(dān)較大的豎向荷載，橡膠能有效平衡地震作用下帶來的較大水平位移。鉛芯橡膠隔震支座具體構(gòu)造圖如圖2-5所示，力學(xué)疊加原理如圖2-6所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]摩擦擺支座在地下地鐵車站結(jié)構(gòu)中的減震效果研究[J]. 杜修力,許紫剛,許成順,蔣家衛(wèi).  工程力學(xué). 2019(09)
[2]單柱雙跨地鐵車站的地震響應(yīng)與隔震效果[J]. 王臣,石文倩,蔣錄珍.  黑龍江科技大學(xué)學(xué)報. 2019(02)
[3]基于失效模式控制的地鐵車站結(jié)構(gòu)抗震性能研究[J]. 路德春,李強,杜修力,吳春玉.  巖土工程學(xué)報. 2019(08)
[4]地鐵車站工程應(yīng)用疊層橡膠支座隔震效果的研究[J]. 陶連金,李卓遙,安軍海,王忠.  公路. 2018(07)
[5]1995年日本阪神地震大開地鐵車站震害原因及成災(zāi)機理分析研究進展[J]. 杜修力,李洋,許成順,路德春,許紫剛,金瀏.  巖土工程學(xué)報. 2018(02)
[6]地下工程抗震分析方法及性能評價研究進展[J]. 陳衛(wèi)忠,宋萬鵬,趙武勝,楊典森,趙坤,盛謙.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(02)
[7]日本阪神地震中大開地鐵車站地震破壞機理分析[J]. 杜修力,王剛,路德春.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2016(02)
[8]城市地下結(jié)構(gòu)抗震研究進展[J]. 陳國興,陳蘇,杜修力,路德春,戚承志.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2016(01)
[9]武漢地鐵四號線越江盾構(gòu)隧道修復(fù)施工技術(shù)[J]. 徐延召.  土工基礎(chǔ). 2016(01)
[10]1995年阪神地震中大開車站破壞機理分析[J]. 蔣錄珍,陳雋,李杰.  世界地震工程. 2015(03)

博士論文
[1]地鐵車站結(jié)構(gòu)地震塌毀過程模擬及破壞機理分析[D]. 馬超.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[2]城市地下空間開發(fā)利用問題的探索與實踐[D]. 王波.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2013

碩士論文
[1]以地鐵車站為核心的地下空間開發(fā)利用研究[D]. 吳月霞.同濟大學(xué) 2008



本文編號：2954603