某地鐵高架車站抗震實例分析

蔡廣聰

摘 要：該文通過建立空間整體模型，基于有限元計算，得到沿主軸方向振動形式相近，結構振型、周期、位移形態和量值在合理范圍；結構地震作用沿高度的分布合理；有效質量參與系數、樓層剪重比、位移角、位移比等指標均滿足規范要求。該文可應用于車站的空間結構抗震設計做同行業參考。

關鍵詞：車站 抗震 荷載組合 計算分析

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0044-02

1 工程概況

某地鐵車站主體為路中高架三層側式站臺車站，車站采用“建、橋合一”的三層高架側式站臺車站，一層為架空層，二層為站廳層，三層為站臺層，車站主體結構為鋼筋混凝土框架結構，上部的軌道梁及車站站臺層支承在“開”型蓋梁上，“開”型蓋梁采用預應力鋼筋混凝土結構。站臺層通過支承在“開”型蓋梁上立柱形成鋼筋混凝土框架結構；站廳層位于“開”型蓋梁的中間層，結構上與橋未分開；站臺屋蓋采用輕型門式鋼架結構。

2 場地地震效應及地震作用分析

該工程抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05 g，設計地震分組為第一組。建筑所處場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅱ類，設計特征周期為0.35 s。抗震設防類別為重點設防類（乙類）。

（1）區域具有中強地震活動水平，目前處于第二次大的能量釋放期的后期，未來百年以地震活躍期水平估計其地震活動趨勢，不排除發生M6級地震的可能性。

（2）近場區及近鄰地帶歷史地震活動呈中等偏下水平，現代地震活動水平較弱，區域內較大歷史中等地震對工程場地最大影響烈度為Ⅵ度。

（3）按土層地震反應分析結果并進行適當歸整，確定的場地地表設計地震動參數如表1所示。

表1中，Amax為設計峰值加速度；αmax為水平地震影響系數最大值；βmax為反應譜放大系數最大值；T1為反應譜最大值平臺段起始周期；Tg為設計反應譜特征周期；γ為反應譜下降段的衰減指數。

3 計算流程及計算

3.1 抗震計算分析

3.1.1 計算模型

運用橋梁計算分析通用軟件MIDAS-CIVIL，建立空間整體模型（圖1）。首先計算主體墩柱和蓋梁結構在給定的截面配筋多遇地震下的內力及應力，應力要小于容許應力，保證結構處于彈性階段；其次采用彈塑性時程分析法進行罕遇地震下的內力驗算，得到塑性鉸的位置和結構最大響應位移。

3.1.2 荷載分類

將車站結構所受荷載或作用，按《建筑結構荷載規范》GB 50009-2012的劃分方法分類，并根據《地鐵設計規范》GB 50157-2013的10.3節比較取舍，恒載有：附屬設備和附屬建筑自重、列車豎向靜活載、列車豎向動力作用等；活載包括：無縫線路縱向水平力（列車牽引力、制動力小于無縫線路縱向水平力，不計）、列車橫向搖擺力（風力小于列車橫向搖擺力，不計），特殊荷載計算：地震作用（只考慮一種特殊荷載）。

3.1.3 荷載組合計算

4 地震作用分析結論

計算結果表明：結構沿主軸方向振動形式相近，結構振型、周期、位移形態和量值在合理范圍；結構地震作用沿高度的分布合理；有效質量參與系數、樓層剪重比、位移角、位移比等指標均滿足規范要求；所有結構構件均處于彈性階段；框架柱、框架梁及車站蓋梁的配筋均在合理范圍。

參考文獻

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