无柱地铁车站中板竖向变形简化计算研究

提出了无柱地铁车站中板竖向弹性变形和弹塑性变形计算式。采用《建筑结构静力计算手册》和Midas Gen三维模型计算结果对中板竖向弹性变形计算式进行了验证;采用PKPM模型计算结果对中板竖向弹塑性变形计算式进行了验证。验证结果表明提出的2个计算式精度较高,且计算简单,便于工程应用。基于竖向弹塑性变形计算式给出了中板预起拱建议值。

考虑双向地震作用的无柱地铁车站振动台试验研究

国内地铁车站一般采用有柱形式,目前尚无针对无柱地铁车站,考虑水平以及竖向地震作用下的抗震性能研究。以南宁地铁五号线金桥无柱地铁客运站为研究对象,开展多种工况下考虑土–结构相互作用以及水平和竖向地震作用下,无柱大跨地铁车站模型的地震振动台模拟试验,研究该类车站模型结构和周围土体地震响应的一般规律。试验结果表明:(1)模型地基加速度响应随着地震动幅值的增加而增大;在地基深处地震动主要以竖向Z方向加速度分量为主,在土层表面,则以横向X方向加速度分量起主导作用。(2)随着地震动幅值的增加,结构的基本频率呈现逐渐下降的趋势;在水平地震动作用下,水平方向测点加速度反应傅里叶谱在20~40 Hz高频成分逐渐增大,而低频成分逐渐被滤掉。(3)竖向地震动作用下无柱地铁模型结构中板变形较大,且双向地震作用下模型结构的加速度峰值均大于单向地震。(4)当地震动作用较大时,土与结构相互作用剧烈,底板与土体出现了脱离现象,模型结构底部的土压力出现了降低趋势。(5)在大震作用下,模型结构的破坏主要集中于顶板与侧墙交接处,且沿着加载方向出现了细微裂缝,车站顶板与侧墙连接处以及中板为该类车站结构薄弱位置,在设计中应对这些部位进行加强处理。(6)无柱地铁车站的中板应力增幅受双向地震作用下的影响较大,在加速度峰值为0.484 g的EL Centro波作用下,中板处的应力峰值为单向地震作用下的2.5倍左右;而加速度峰值可为单向地震作用下的1.4~1.5倍,故双向地震作用对无柱地铁车站的影响不可忽视。

无柱大跨地铁车站受拉中板多工况受力变形数值分析

无柱大跨结构提供地铁车站更大的空间,在不利工况下中板处于拉弯受力。以上海吴中路站为依托,考虑不同拉力与面荷载作用,开展了受拉中板多工况受力变形数值模拟。结果表明,中板变形以挠度为主,跨中最大;中板大部分受拉,两端节点上角部内侧拉应力较大,下角部内侧压应力较大,上角部内侧受力最为不利;跨中挠度分别随拉力、面荷载的增大而几乎呈线性增长,给出计算公式,拟合程度良好;拉力增大使受拉区域扩大,受拉钢筋应力有较大幅度增加,而面荷载增大则使各部分钢筋拉(压)应力均有增加。

无柱加腋地铁车站土-结构模型振动台试验

以南宁地铁5号线金桥站为工程背景,根据模拟地震振动台试验的相似性理论,考虑地铁车站结构与土的材料性能、几何特性以及模型结构动力试验的相似关系等,设计制作了用于模拟地震振动台试验的无柱加腋地铁车站模型结构和试验用模型箱。选取El Centro地震波、Taft地震波和南宁人工地震波,同时考虑地铁车站结构上覆土厚度等参数的变化,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,研究了考虑地铁车站土-结构相互作用的无柱加腋地铁车站模型结构的地震响应特点和主要变化规律,分析了上覆土厚度对模型结构动力响应的影响,考察了结构抗震的薄弱部位和主要损伤区域。采用ABAQUS有限元软件建立考虑地铁车站土-结构相互作用的三维空间有限元模型,进行了相应工况下的模拟地震有限元时程分析,并与振动台试验结果进行了比较。结果表明:有限元模拟结果与振动台试验结果吻合较好,说明建立的有限元模型和分析方法可靠有效;3种地震波下模型结构的主要地震响应特点基本相同,其加速度响应和位移响应都随输入峰值加速度的增大而增加;上覆土厚度是影响车站模型结构加速度响应的重要因素,当上覆土厚度较薄时,车站模型结构的位移响应较大;模型结构的侧墙与底板、中板连接的加腋处是开裂和损伤最严重的区域,侧墙裂缝呈竖向发展,并出现多道连续裂缝,应引起重视。

无柱大跨地铁车站抗震性能试验与分析

无柱大跨地铁车站具有美观、方便、实用等优势,由于其结构形式取消了中柱,其抗震性能的可靠性也因此备受关注.为研究无柱大跨地铁车站在多种工况下的地震反应,本文以南宁某无柱支撑地下地铁车站为工程背景,对模型结构的相似比、模型材料进行相关的设计并选用地震波El-Centro波、Taft波、南宁人工波,开展了现浇式无柱变截面地铁车站模型的振动台试验研究.基于动力模型试验建立了有限元模型,分析了结构在地震波作用下的振动响应.最终研究成果表明:应力集中大多出现在结构的底、顶板和侧墙连接部位以及中板两侧靠近板墙的连接处,建议在工程应用中针对这些结构部位采取合理措施进行局部加强.

无柱大跨变截面地铁车站地震响应分析

以南宁某无柱大跨变截面地铁车站为工程背景,设计制作了合理相似比下的现浇无柱变截面地铁车站考虑土-结相互作用的振动台试验模型,选用El Centro地震波、Taft地震波和南宁人工地震波等,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,研究了考虑土-结相互作用时无柱大跨变截面地铁车站的抗震性能和抗震薄弱部位,总结了其地震响应的主要特点和一般规律。同时,还采用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了振动台试验模型的有限元分析模型,进行了考虑土-结相互作用时无柱大跨变截面地铁车站在多种地震响应下的有限元分析,探讨了这类结构在地震响应下的内力分布规律和地震响应特点,并与试验结果进行了对比。研究结果表明,不同加速度峰值地震波作用下,结构模型的加速度响应随着地震作用峰值加速度的增加而增大,且结构模型的应力响应随着地震作用强度的增大而增大。当同一加速度峰值地震波作用时,结构模型加速度响应为顶板大于中板大于底板,结构模型侧墙的相对位移响应随着结构模型高度的增大而增大。振动台试验中,结构模型裂缝主要集中在中板变截面和底板变截面与侧墙连接处,说明此处在地震作用时易发生震害,设计时应予以着重考虑。

土-无柱大跨地铁车站结构地震响应分析

为解决土-无柱大跨地铁车站抗震性能的问题,以南宁地铁5号线金桥站工程为研究对象进行振动台试验研究,验证土-地铁车站振动台试验的边界效应,并对比分析地震作用下结构模型与土体的加速度响应规律。结果表明:1)模型箱箱壁所设置的聚苯乙烯泡沫板边界能消除边界上波的反射与散射,其效果比较理想;2)对于模型地基,其加速度响应随着埋深而减小;3)水平向地震作用下,地铁车站结构模型各处的峰值加速度响应表现为底板最小、中板居中、顶板最大,而竖向地震作用下底板的峰值加速度响应大于中板。震害观测表明:模型地基发生局部破坏,车站结构模型在顶板与侧墙处、中板加腋处产生较多细微裂纹。

大连地铁兴工街暗挖大拱站厅无柱车站设计

暗挖大拱站厅无柱车站是一种新型建筑结构形式,建筑风格独特,站厅层公共区空间大、视野开阔、结构工法特殊、综合管线布置灵活且装修美观,值得推广和广泛应用。以大连地铁1号线一期工程兴工街站设计为例,通过对建筑、结构、综合管线、装修等专业设计的阐述,分析专业设计过程中的特点,总结暗挖大拱站厅无柱车站设计的利弊,可为地铁车站设计提供新思路。

地铁无柱车站中板大开孔受力数值分析

为了使地铁无柱车站中板大开孔的结构布置更经济合理。本文以地铁无柱车站在公共区设置楼扶梯的中板大开孔为背景,采用三维有限元模型对无柱车站中板开孔受力进行数值分析。对不同孔边梁结构布置、中板腋角布置、中板厚度、开孔位置与中板跨高比等进行分析,总结中板和孔边梁挠度、内力的变化规律。对关键结构构件的设计提出合理化建议;提出优化中板大开孔结构布置的方法;结合主轴力分布特征,提出一种“桁架式”孔边结构布置形式。

基于反应位移法的无柱大跨度地铁车站动力响应分析

无柱大跨度地铁车站是一种新型的车站结构形式,取消了车站中柱及部分中板使车站空间利用率大幅提高。为研究无柱大跨度结构在地震作用下的响应,采用改进的反应位移法进行拟静力抗震分析,对比其与相同结构类型的常规有柱车站和无柱车站的内力分布的规律。结果表明:大跨度无柱车站的内力整体上都要明显大于相同断面形状的常规有柱车站;底板与侧墙连接处应力集中现象非常明显,是无柱大跨度车站结构最薄弱的结构部位,中板与侧墙连接处相较常规有柱车站而言也是受力薄弱点,该研究结论可为无柱大跨度地铁车站的抗震设计提供了有益的参考。

列车动荷载作用下地铁拱形无柱车站结构的动力响应与优化

基于地铁列车和轨道的振动模型,建立了列车与轨道的运动方程,给出了列车振动荷载的模拟方法,并以成都地铁6号线金府站为工程实例,采用有限元法计算与分析了拱形无柱车站结构受列车振动荷载作用下的应力、竖向加速度和竖向位移的响应特性。结果表明:拱形无柱车站结构的顶板、拉杆板和中板受列车动荷载作用的响应较为显著,在车站轨顶风道内设置斜撑可有效降低车站中板、拉杆板和顶板受列车动荷载作用下的动力响应,可在拱形无柱地铁车站的结构设计中优先采用。

无柱拱顶车站主体计算优化设计研究

依托某地下无柱车站设计实例,采用SAP2000软件建立模型进行计算,并对比常规单柱地下车站方案,对二者计算结果进行分析,发现无柱车站方案结构尺寸较有柱方案增加,但增加较少。此外,无柱车站提供空间较有柱车站大,故考虑无柱车站方案,并对无柱车站进行优化设计研究。

深圳地铁2号线东延线新秀站结构设计

介绍了深圳地铁2号线东延线新秀站车站结构设计的技术标准,围护结构型式,主体结构设计计算,给出了典型工况下内力图,并就设计中的难点进行了分析探讨。