地震作用下铅芯橡胶隔震支座在地铁车站中的应用

文章以合肥市某地铁车站为研究对象,利用有限元软件ANSYS分别建立未使用隔震支座和使用铅芯橡胶隔震支座的箱型地铁车站模型,输入调幅后的El-centro地震波作为地震作用进行数值模拟。比较2种模型情况下车站中柱的动力响应。结果表明:使用铅芯橡胶隔震支座作为局部减震措施对于改变结构自振频率影响不大,但在很大程度上可以减小车站中柱在地震作用下的响应,起到减震的作用。     

地铁地下车站结构的地震反应特性研究

通过Davidenkov动力本构模型模拟土体、动塑性损伤模型模拟混凝土的动力特性,建立土-地铁地下车站相互作用的二维有限元分析模型,研究地铁车站结构的地震损伤演化规律和能量反应特性,结果表明:地震动特性对地铁车站结构的能量反应特征有明显影响,地铁车站结构的阻尼耗能和滞回耗能逐步增加;通过滞回耗能密度衡量各构件滞回能量耗散的集中效应,发现中柱的滞回能量最为集中,说明地震动作用下中柱的动力反应最大;通过对地铁车站结构的地震损伤过程研究,发现局部和整体损伤指数时程变化规律一致,在变形累积效应下表现出递增特性.     

用纤维模型对地下结构地震破坏的数值模拟分析

以1995年日本神户地震时遭受破坏的大开地铁车站为研究对象,按照车站的结构尺寸和周围土层的参数,建立了土-结构二维平面应变有限元分析模型,并对地铁车站结构的薄弱部位,采用了考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型.利用土体地震时等效阻尼比和等效剪切模量来考虑土体的动力非线性,以神户地震Port岛地下83 m处记录到的南北向和铅直向加速度波形作为二维地震动的输入波,模拟了大开车站地震时的动力反应和破坏过程,研究该站的地震破坏机理,分析了中柱、上壁和侧壁的破坏类型.     

天津软土地区地铁车站结构的三维地震响应

采用黏弹性边界,建立土-结构相互作用的三维动力模型,对软土地区的天津地铁5号线月牙河路站进行三维数值模拟,重点分析了在天津波输入下,地铁车站中柱关键部位的应力、加速度和下层中柱的水平相对位移时程响应．研究结果表明：地铁车站中柱与顶板、底板和中板的连接处为应力集中的薄弱部位,下层中柱的水平相对位移和水平方向加速度反应主要由水平地震作用控制．     

邻近地面建筑一体化地铁车站结构地震响应分析

为了研究邻近地面建筑一体化地铁车站结构地震响应特性,基于ABAQUS软件建立了地铁地下车站-土-邻近地面建筑一体化结构大型三维有限元数值模型,利用典型的近、远场地震动记录,计算分析了邻近地面建筑一体化地铁车站结构的地震响应规律及空间效应.结果表明,邻近地面建筑一体化结构兼备地铁地下车站结构和地上结构2种结构特性,原有单体结构的动力特性和反应发生了改变;邻近地面建筑一体化结构受地震波频谱特性的影响显著,其中,体系基频附近能量分布相对集中的地震波能够对一体化地铁车站结构的地震响应产生显著的影响;邻近地面建筑一体化地铁车站结构具有明显的空间效应,应该按照空间问题进行一体化地铁车站结构的抗震计算;受地面建筑的影响,一体化地铁车站中柱出现了扭矩,在进行一体化车站结构中柱抗震设计时,应考虑轴力、剪力、弯矩和扭矩的共同作用.研究成果对该类结构的抗震设计与分析具有一定的参考意义.     

连体并行地铁车站结构地震响应分析

基于ABAQUS软件建立了大开洞连体并行地铁地下车站结构的三维有限元数值模型,考虑近远场地震波的频谱特性、混凝土塑性变形及损伤的影响,数值模拟了不同地震类型作用下,连体并行地铁车站结构非线性地震反应特性的差异.结果表明:地震波的频谱特性对连体并行地铁车站结构的动力响应及损伤有很大影响,地震波主频率与结构自振频率越接近,结构损伤越严重;连体并行地铁车站结构拉、压损伤分布呈左右对称,开洞侧墙的顶部和底部、洞口两侧45°扇形范围内结构的楼板及中柱损伤最为严重;连体并行地铁车站结构侧墙开洞比例小于1/3时,开洞层的位移变化率最大,具有显著的空间效应,应当按空间问题进行地震反应分析,当侧墙开洞比例大于2/3时,开洞层的位移变化率不变,可近似按平面应变问题处理.研究成果对提高该类地铁车站结构的抗震性能提供了合理的参考与指导.     

混凝土重力坝整体抗震及破坏特性分析

强震荷载作用下混凝土重力坝各坝段间的动力相互作用不可忽视。利用能考虑混凝土软化特性并可反映实际损伤能量耗散的混凝土塑性损伤本构模型,通过建立重力坝整体3维有限元模型,考虑地基辐射阻尼作用和坝体接缝非线性动力接触作用,采用时域分析方法对官地碾压混凝土重力坝进行整体3维非线性地震反应分析,研究大坝整体抗震特性,得到大坝的损伤破坏区域及抗震薄弱部位,揭示横河向地震输入对大坝地震反应的影响。研究表明：考虑坝段间的动力相互作用后,大坝整体抗震性能得到提高;考虑横河向地震输入后,大坝的动力响应及损伤破坏范围均有所增大。     

基础隔震异形柱框架结构的参数优化

根据叠层橡胶支座和异形柱框架结构体系的非线性特性及相互间的影响,建立三维非线性有限元分析模型。通过改变叠层橡胶支座的阻尼比和刚度,利用SAP2000有限元软件对模型进行不同地震波作用下动力时程分析。结果表明:控制异形柱框架结构的地震反应,可通过优选隔震层动力参数来实现;异形柱框架结构隔震系统阻尼比最优取值范围为0.22~0.27,刚度应在满足允许位移条件下适当降低取值。     

非一致波动输入下大开地铁车站—地基整体模型动力响应规律

为了研究大开地铁车站在非一致波动输入下的动力响应规律，采用黏弹性人工边界单元模拟远场地基无限域，基于ABAQUS有限元软件平台建立二维地铁车站结构-地基动力相互作用数值模型.采用自由波场一维化时域求解方法，利用Matlab编程将脉冲波按SV波形分别以0°、15°和30°转化为非一致等效节点荷载，并导入到ABAQUS软件中，开展大开车站动力时程分析.计算分析表明：随着入射角的增大，地铁车站中柱柱脚和右侧顶板中部截面的轴力、剪力和弯矩幅值变小，且当入射角为30°时，各内力幅值衰减幅度最大；随着入射角的增大，车站中柱柱顶与柱脚之间的相对位移和车站顶板中部的水平位移响应变小，且位移幅值随之衰减.     

地铁车站-隧道连接段结构地震响应分析

为了研究地铁车站-隧道连接段结构的地震响应规律,为其抗震设计提供依据,根据天津地铁一号线的实际工程背景,对地铁车站-隧道连接段结构建立有限元模型,并进行弹塑性动力时程分析.着重从地下结构柱和侧墙的内力响应、位移响应,结构整体变形以及车站与隧道连接墙应力响应等方面考察地铁结构在多遇、偶遇和罕遇地震激励下的抗震性能.结果表明:在地震作用下,地铁车站的中柱顶、底端出现动拉压应力,侧墙与各层楼板连接处应力较为集中;车站-隧道连接墙体上的隧洞口周围出现很明显的应力集中现象;车站侧墙变形从底板沿高度增加,中柱由于受力复杂呈现"S"型破坏模式.在实际工程中应针对这些薄弱环节采取相应的加固措施,研究成果可为地下工程的抗震设计提供理论依据与参考.     

地铁车站侧墙大面积开洞接风道三维地震响应

基于有限差分软件FLAC3D计算平台,建立典型地铁车站侧墙大面积开洞接风道空间结构的数值模型,研究了其在水平地震动作用下的三维地震响应特性,确定了结构的薄弱部位,结果表明:车站边墙开洞处出现了较大的应力集中区,地铁车站负二层柱的最大或最小主应力总体上比负一层柱的大;与完整单体车站相比,车站侧墙开洞接风道结构的应力和变形幅值均比其相应位置大很多,而开洞处边墙的加速度响应却较小;因开洞使得洞口处下边墙加速度减小的幅度比上边墙的大;单体车站结构负二层的相对水平位移峰值比负一层的大,而侧墙大面积开洞处车站横断面负一层的相对水平位移峰值比负二层的大;同等条件下,输入地震动的主频分布范围越宽,地铁车站结构的变形与内力越大;中柱与顶板连接部位、侧墙开洞处的四周墙体及其附近区域柱子是结构抗震的薄弱部位.     

混凝土动弹模对地铁车站结构地震响应影响的分析

建立了地铁车站结构的三维计算模型,研究了混凝土动弹性模量对地铁车站结构三维地震响应的影响,确定了在进行地铁车站结构抗震分析时混凝土动弹性模量的合理取值。该结论可为地铁车站结构的抗震设计提供参考。     

软土地区地铁车站与隧道接头结构的地震响应分析

利用ANSYS有限元分析软件,研究天津软土地区地铁车站与隧道接头结构的地震响应。以和平路地铁站为例建立了三维计算模型,对其进行动力时程分析,找出接头部位的应力集中关键点,从而分析了隧道与车站之间的相互作用影响。研究表明:水平方向和竖直方向地震波都会改变车站与隧道接头结构的主应力大小;在接头截面上,水平方向变形主要由水平地震作用控制,竖直方向变形主要由竖直地震作用控制,地震导致的竖向变形大于横向变形。     

软土地区地铁车站与隧道接头结构的地震响应分析

以天津市和平路地铁站为例,建立三维计算模型,对软土地区地铁车站与隧道接头结构进行动力时程分析,找出接头部位的应力集中关键点,分析隧道与车站之间的相互作用影响。研究表明：水平方向和竖直方向地震波都会改变车站与隧道接头结构的主应力大小;在接头截面上,水平方向变形主要由水平地震作用控制,竖直方向变形主要由竖直地震作用控制,地震导致的竖向变形大于横向变形。     

站-桥同位合建工程中地下结构的地震响应

地铁车站与高架桥同位合建(站-桥合建)工程能缓解城市交通拥堵和节约建造空间,但其动力响应机制和地下结构地震反应特性不甚明确。利用有限差分软件建立站-桥合建工况和单一车站工况对应的三维模型,首先进行静力计算,分析两类工况的受力变形规律,在此基础上分析在输入El-Centro波和Kobe波时两类工况中地铁车站的层间位移角、应力变化规律以及薄弱位置;最后深入研究高架桥的桥梁荷载和高度对地铁车站地震反应的影响规律。结果表明：随着基岩输入加速度的增加,高架桥对地铁车站层间位移角和最大应力的影响增大;站-桥合建工况中车站楼板两端容易发生受拉破坏,大震时应增加对车站中柱的关注;层间位移角随桥梁荷载线性增加,随桥梁高度非线性增加,应力随两者均呈线性增加。     

地铁车站结构的地震能量反应

将地基土-地铁车站结构体系视为平面应变问题,采用Davidenkov动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,研究了中远场地震动和近断层地震动作用下地铁车站结构的能量反应特征.结果表明,地铁车站结构的阻尼耗能和滞回耗能随地震动作用时间单调增加,输入地震动特性对地铁车站结构的能量反应特征有显著影响;中柱的滞回耗能分布沿结构层间自下向上依次减少;侧墙的滞回耗能主要分布在顶层和底层;梁板的滞回耗能分布较为均匀,但顶板的耗能相对较多;中柱的滞回能量耗散最为集中,在地铁车站结构的抗震设计中应加强中柱的抗震措施.     

Dynamic analysis of subway station subjected to internal blast loading

The study was motivated by the fact that explosion inside the subway structure may not only cause direct life loss,but also damage the subway structure and lead to further loss of lives and properties.The propagation law of explosion wave in the subway station was analyzed and a simplified model of overpressure in the subway station was also proposed.Whereafter,the improved dynamic cam-clay model of soil and the concrete damaged plasticity constitutive model were used for the dynamic analysis of the subway ...     

基于C#地铁站安全疏散模糊综合评价系统的开发与应用

根据地铁站的火灾特点和安全疏散的影响因素建立了评估因素集，结合模糊数学原理和模糊层次分析法，建立了地铁站安全疏散评估数学模型．在此模型的基础上，运用C#在．NET2005平台上，开发了地铁站安全疏散模糊综合评价系统，用该系统对南京某地铁站的安全疏散进行了实例分析．     

地铁深基坑钢支撑结构受力变形分析

地铁换乘节点深基坑施工中需要使用超长以及斜钢支撑作为支护结构,其受力变形复杂,设计中若考虑不周,易出现压杆失稳而诱发工程事故。以实际工程为例,将三维设计技术应用于地铁深基坑斜长钢支撑设计过程中,利用三维仿真软件Inventor进行单层钢支撑结构模拟仿真,分析了基坑下挖过程中钢支撑内力与变形特征,为地铁深基坑支护过程中优化钢支撑结构的设计与施工提供技术依据。     

地铁乘客站点的选择行为分析及预测

采用数据互补的方法,融合智能卡数据和公交车GPS轨迹数据,获取了公交和地铁乘客在地铁新线路开通前后的乘客个体出行信息。利用居民空间行为指标——“出行质心”对地铁乘客的公交出行质心定位,并分析了地铁站点与乘客公交出行质心之间的距离对乘客地铁站点选择的影响。结果表明有86.15%的乘客选择距离他们公交出行质心更近的地铁站点,地铁站点与乘客公交出行质心之间的距离是影响乘客出行站点选择的重要因素。基于这一发现,建立Logit模型对乘客是否会选择新地铁站点进行预测,预测准确率、精确率、召回率和特异性分别为83.87%、 84.23%、83.66%和84.09%,预测结果表现良好。研究结果可用于评估计划新建的地铁站点对邻近既有站点的影响,有助于地铁营运计划的设计。