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(lái)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(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。但是在大規(guī)模建設(shè)地鐵的同時(shí),有眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者也意識(shí)到在強(qiáng)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(gè)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(jì)依靠增大截面,提高結(jié)構(gòu)延性來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是此種方法會(huì)使地下結(jié)構(gòu)的空間性能受到影響;在強(qiáng)震作用下也會(huì)遭到無(wú)法修復(fù)的嚴(yán)重破壞,帶來(lái)經(jīng)濟(jì)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(jì)方法。隔震從諸多的解決辦法中脫穎而出,不僅因?yàn)樗苡行У慕档蜕喜拷Y(jié)構(gòu)的地震作用,而且它還有良好的經(jīng)濟(jì)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(duì)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(duì)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(jìn)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(dòng)特性與結(jié)構(gòu)的自振周期越接近,結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)越明顯。3)隔震支座設(shè)置在上層中柱頂部時(shí)隔... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dòng)地入方式2.4隔震支座力學(xué)性能強(qiáng)烈的地震作用，地震能量會(huì)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(huì)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(qiáng)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(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性能[53]。同時(shí)隔震裝置還具有定位、限位和回位的優(yōu)勢(shì)。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(duì)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(lái)吸收，來(lái)達(dá)到削減傳至上部結(jié)構(gòu)的地震能量的目的，同時(shí)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(huì)因嚴(yán)重的變形導(dǎo)致倒塌隔象。3)自動(dòng)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(jì)時(shí)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(jì)要求的10%，來(lái)達(dá)到自動(dòng)復(fù)位能力。4)阻尼耗能性能。隔震支座為達(dá)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(jì)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(cuò)疊層粘結(jié)而成，和鉛芯橡膠支座在各個(gè)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(duì)比各隔震支座的物理力學(xué)性能特點(diǎn)，可發(fā)隔各個(gè)隔震裝置均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在工程應(yīng)用中要揚(yáng)長(zhǎng)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(jìn)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(dòng)衰減較慢，需與其他耗能裝置配合使用達(dá)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(shí)際可供選擇的阻尼參數(shù)和剛度均有限，因此在實(shí)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(qiáng)、制作簡(jiǎn)單方便、施工便捷的工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。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(hù)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(lái)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(xiàn)】：
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(bào). 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(qiáng),杜修力,吳春玉.  巖土工程學(xué)報(bào). 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(jī)理分析研究進(jìn)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(bào). 2018(02)
[6]地下工程抗震分析方法及性能評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J]. 陳衛(wèi)忠,宋萬(wàn)鵬,趙武勝,楊典森,趙坤,盛謙.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[7]日本阪神地震中大開地鐵車站地震破壞機(jī)理分析[J]. 杜修力,王剛,路德春.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]城市地下結(jié)構(gòu)抗震研究進(jìn)展[J]. 陳國(guó)興,陳蘇,杜修力,路德春,戚承志.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]武漢地鐵四號(hào)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(jī)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(jī)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(shí)踐[D]. 王波.中國(guó)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(jì)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2954603