盧子牛

（武漢大學(xué)基建管理部 湖北 武漢 430072）

【摘 要】 地下車(chē)站大部分都處在繁華地段，地表建筑多種多樣，所以地下車(chē)站在建設(shè)和運(yùn)行階段都應(yīng)該考慮地表建筑對(duì)車(chē)站的影響。實(shí)際預(yù)測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該將地表建筑和地下車(chē)站看作一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行分析，采用有限元的方法研究地表建筑對(duì)地下車(chē)站地震反映的影響。

【關(guān)鍵詞】 地表建筑；地下車(chē)站；有限元；影響分析

Analysis of the impact of the construction of surface seismic response of underground stations

Lu Zi-niu

(Wuhan University, Department of Infrastructure Management Wuhan Hubei 430072) 

【Abstract】 Most underground stations are in the downtown area, a variety of surface buildings, so the underground station construction and operation phase should consider the impact of the building on the ground station. The actual prediction process, should be ground buildings and underground stations as a unified system for analysis, the impact of using the finite element method to study the construction of underground stations seismic surface reflects.

【Key words】 Finite element;Underground stations;Surface construction impact analysis

1. 前言 

地震中地表建筑會(huì)對(duì)周?chē)鼗a(chǎn)生擾動(dòng)，同時(shí)會(huì)對(duì)周?chē)叵陆Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，所以構(gòu)建地表建筑——地下車(chē)站一體化的結(jié)構(gòu)模型具有現(xiàn)實(shí)意義。在諧波作用下，地表建筑會(huì)將的地震中某些特定的波進(jìn)行放大，進(jìn)而對(duì)地下建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，地下建筑結(jié)構(gòu)的變化又會(huì)反饋給地表建筑，最終產(chǎn)生的影響十分嚴(yán)重 ［1］。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，采用有限元分析方法，結(jié)合某地下車(chē)站，首先對(duì)地表建筑——地下車(chē)站模型進(jìn)行了分析，然后采用ABAQUS軟件進(jìn)行仿真，對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析比較，最后根據(jù)具體實(shí)際情況，對(duì)地表建筑對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了分析，具有一定實(shí)際意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2. 地表建筑——地下車(chē)站模型

2.1 某地下車(chē)站橫剖面采用兩層三柱三跨式鋼筋混凝土閉合框架結(jié)構(gòu)，地下車(chē)站總寬高為21200mm×12020mm，車(chē)站結(jié)構(gòu)主體采用混凝土的等級(jí)為C40，其中車(chē)站具體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 通過(guò)對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為筏板，地下車(chē)站和周?chē)馏w之間的摩擦接觸系數(shù)按照準(zhǔn)許彈性滑動(dòng)罰接觸算法進(jìn)行計(jì)算，并且定義法向接觸為硬性接觸，準(zhǔn)許筏板穿入上層土體。其中摩擦系數(shù)為0.32。按照以上分析可以將地下車(chē)站具象化模型如圖2所示。

2.3 如圖2所示，飽和軟土Gb和rb之間具有雙曲線關(guān)系，其中土體卸載應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可以歸納總結(jié)為以下公式：

τ= τc+Gmax (γ-γc)［1-H(1 n｜γ-γc｜)］ 〖FH〗（1）

其中Tc、rc分別表示卸載裝這點(diǎn)應(yīng)力和應(yīng)變參數(shù)，H是描述應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系基本函數(shù)，Gmax是初始化的切線模型，n取值為1或者2 ，對(duì)應(yīng)初始加載和卸載。

3. 模擬結(jié)果計(jì)算和分析

3.1 地震動(dòng)輸入。

工程中采用場(chǎng)地50年基準(zhǔn)期超越概率15%的人工波和El-Centro波作為地震動(dòng)輸入。采用ABAQUS軟件的umat接口真?zhèn)€系統(tǒng)進(jìn)行仿真，主要使用過(guò)采用有限單元方法模擬場(chǎng)地吸收地震波的情況。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

3.2 相對(duì)位移反映。

（1）通過(guò)對(duì)地震動(dòng)輸入的模擬和分析，地下車(chē)站的水平位移如圖4所示。

（2）如圖4所示地下車(chē)站的相對(duì)水平位移是隨機(jī)的，地表無(wú)建筑成為工況1 ，地表存在建筑的時(shí)候被稱(chēng)為工況2，所以工況1 的情況下，車(chē)站結(jié)構(gòu)相對(duì)位移的峰值為6.6mm，但是當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ锏臅r(shí)候，車(chē)站相對(duì)位移峰值為8.6mm，峰值相對(duì)位移增加了2.0mm，可見(jiàn)地表建筑對(duì)車(chē)站相對(duì)位移是有影響的 ［2］。

3.3 動(dòng)內(nèi)力反映。

地下車(chē)站某些檢測(cè)單元在水平方向上面應(yīng)力比豎直方向上的應(yīng)力大，但是有些檢測(cè)單元在數(shù)值正應(yīng)力比水平正應(yīng)力大。由于地下車(chē)站結(jié)構(gòu)采用實(shí)體單元，所以無(wú)法檢測(cè)到車(chē)站內(nèi)部?jī)?nèi)力，所以采用平面單元模擬地下車(chē)站可以有效得出地下車(chē)站的軸向力、剪力和彎矩。地表無(wú)建筑物的時(shí)候整個(gè)體系結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)性，聚義表現(xiàn)為以車(chē)站中心軸為界經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算可以得出相對(duì)稱(chēng)處的側(cè)墻軸力、剪力和彎矩大致相仿。但是在地表有建筑物的時(shí)候，整個(gè)體系結(jié)構(gòu)就不再是對(duì)稱(chēng)的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力也不再對(duì)稱(chēng)，具體體現(xiàn)就是在相對(duì)應(yīng)的剪力、軸力和彎矩會(huì)有部分增大，靠近地表建筑的地下結(jié)構(gòu)比遠(yuǎn)離建筑地下結(jié)構(gòu)的位移更大?？v觀整體地下車(chē)站結(jié)構(gòu)，樓板處動(dòng)內(nèi)力反映峰值相對(duì)于側(cè)墻的動(dòng)內(nèi)力峰值較小，但是這些不同時(shí)不容忽視的。

4. 影響因素分析

地表建筑對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)地震影響包含諸多復(fù)雜的因素，比如建筑本身特性，地震頻波特性、土體非線性情況，以及地表空間和地標(biāo)建筑的尺度和規(guī)模。本文由于篇幅的限制主要講述了建筑自振周期、相對(duì)位置變化、建筑埋深、建筑跨距、地震波形等因素的影響。

4.1 建筑自振周期因素的影響。

（1）為了分析比較建筑自振周期對(duì)地下車(chē)站的影響，采用兩棟不同層數(shù)的建筑試驗(yàn)，其中建筑物的高度分別為：6層和12層，建筑層高為3.6m，三跨層平均間距為6.4m。建筑物梁結(jié)構(gòu)界面尺寸為400mm×600mm，柱子截面為800mm×800mm，建筑模型的確定采用上述方法，經(jīng)過(guò)必要的分析和計(jì)算能夠準(zhǔn)確分析車(chē)站相對(duì)位移和動(dòng)內(nèi)力相應(yīng)變化 ［3］。地下車(chē)站墻體動(dòng)內(nèi)力峰值如表1所示。

表1 地下車(chē)站墻體動(dòng)內(nèi)力峰值表

部件名稱(chēng) 內(nèi)力 工況1 工況2 工況3

El-Centro波 M 218.6 303.07

38.6 303.438.67Q 166.2 222.43

33.66 215.6829.6

N 200 316.758.40 338.6869.34

表2 地下車(chē)站結(jié)構(gòu)構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力峰值表

部件名稱(chēng) 內(nèi)力 工況1 工況2 工況3

El-Centro波

M 218.7 303.07

38.6 288.1

31.6

Q 166.4 222.43

33.66 220.2

32.3

N 200 316.7

endprint

58.40 285.4

42.7

（2）如表1所示，地下車(chē)站內(nèi)部構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力和無(wú)地表建筑工況會(huì)有不同程度的增加，但是當(dāng)建筑物層數(shù)增加到一定層數(shù)的時(shí)候，內(nèi)動(dòng)力范圍會(huì)有所減小。綜合上述，在一定范圍內(nèi)，建筑層數(shù)增加其內(nèi)動(dòng)力會(huì)有所增加，但是到了某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，建筑層數(shù)的增加將不會(huì)影響地下車(chē)站結(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)當(dāng)?shù)貥?biāo)建筑自振周期和地震波特征周期相近的時(shí)候影響相對(duì)較大。

4.2 建筑相對(duì)位置因素的影響。

（1）地表相鄰建筑之間的相對(duì)位置采用凈距離來(lái)描述，具體到本工程是鄰近建筑物柱體和地下車(chē)站之間的水平距離。將無(wú)地表建筑的情況定為工況1 ，地表有建筑物，凈距離為5m的情況定義為工況2 ，地表有建筑物，凈距離為10m的情況定義為工況3，地下車(chē)站結(jié)構(gòu)構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力峰值一覽表如表2所示。

（2）從表2可以看出，地標(biāo)建筑和地下車(chē)站凈距離增加，側(cè)墻內(nèi)動(dòng)力逐漸減小，換句話說(shuō)也就是建筑凈距離越大，對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力影響越小。

4.3 建筑埋深因素的影響

建筑埋深地下的深對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)的影響是十分明顯的，通常情況下，錢(qián)買(mǎi)隧道受到地震影響的風(fēng)向要高于深埋建筑。本文以埋深5.0m、15.0m、20.0m、25.0m為例考察了埋深因素的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)建筑框架4個(gè)角點(diǎn)的位移基本一致。建筑埋深增加會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)降低，所以適當(dāng)?shù)慕ㄖ裆钅軌蛴行Ы档偷卣鹩绊?。埋深深度達(dá)到15.0m的時(shí)候，結(jié)構(gòu)相應(yīng)大小處于同一等級(jí)。埋深達(dá)到20.0m范圍之內(nèi)的時(shí)候，建筑物結(jié)構(gòu)響應(yīng)降低，如果埋深深度達(dá)到30.0m以上的時(shí)候，地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計(jì)。

4.4 建筑跨距因素的影響

建筑跨距能夠影響建筑結(jié)構(gòu)承載能力，特別是在靜力負(fù)荷作用下，設(shè)計(jì)人員為了取得最大的建筑空間會(huì)擴(kuò)大建筑空間，但是隨著跨距的不斷增加，柱承擔(dān)的有效負(fù)載會(huì)增加，造成建筑結(jié)構(gòu)不安全的情況。所以在實(shí)際工程中，建筑設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)改變柱形式，比如采用雙柱取代單柱，來(lái)增加柱子之間跨距。經(jīng)過(guò)測(cè)試對(duì)比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)跨距影響建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在動(dòng)力，柱內(nèi)剪力和頂板內(nèi)彎矩都有所增加。地震波的作用主要是側(cè)向負(fù)荷，軸力增加不明顯，增加柱間跨距對(duì)整體地下車(chē)站位移、速度和加速度的影響是微不足道的。概括來(lái)說(shuō)，跨距大小雖然對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)沒(méi)有明顯的直接影響。但是，隨著跨距的增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)力顯著增大。如果考慮豎向地震荷載作用，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)內(nèi)力。

4.5 地震波因素的影響

地震波作為多種諧波的疊加，不同地震波的振幅、頻率也是各不相同的，才外地震波在傳播過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反射和折射現(xiàn)象，所以地表建筑在不同地震波影響下對(duì)地下車(chē)站的影響也有所差異。地震波輸入不同對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)也是不同的。因此實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保分析結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性，合理選擇輸入地震波是十分必要的。

5. 結(jié)語(yǔ)

本文構(gòu)建了地表建筑——地下車(chē)站一體化的模型，并且通過(guò)相關(guān)軟件驗(yàn)證得出地表建筑對(duì)地下車(chē)站的影響，當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站對(duì)會(huì)在地震波的作用下發(fā)生相對(duì)位移。地表沒(méi)有建筑物的時(shí)候，系統(tǒng)模型呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)型，結(jié)構(gòu)動(dòng)內(nèi)力也呈對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)。當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站左右兩側(cè)動(dòng)內(nèi)力是不相同，靠近建筑物的車(chē)站結(jié)構(gòu)幅度增加更為明顯。如果建筑本身自振頻率和地震波頻率相似，那么地下車(chē)站受到的影響將會(huì)十分明顯。



參考文獻(xiàn)

［1］ 何偉，陳建云，于品卿.地下結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)對(duì)場(chǎng)地地表反映譜影響研究［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010.5(6):1098～1102.

［2］ 楊林德.上海市地鐵區(qū)間隧道和車(chē)站的地震災(zāi)害與防治對(duì)策研究［R］.上海:同濟(jì)大學(xué)上海防災(zāi)救災(zāi)研究所，2009(12):29～30.

［3］ 王國(guó)波.軟土地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)三維地震響應(yīng)計(jì)算理論與方法的研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2012.6(2):11～12.



［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-12-831

endprint

58.40 285.4

42.7

（2）如表1所示，地下車(chē)站內(nèi)部構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力和無(wú)地表建筑工況會(huì)有不同程度的增加，但是當(dāng)建筑物層數(shù)增加到一定層數(shù)的時(shí)候，內(nèi)動(dòng)力范圍會(huì)有所減小。綜合上述，在一定范圍內(nèi)，建筑層數(shù)增加其內(nèi)動(dòng)力會(huì)有所增加，但是到了某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，建筑層數(shù)的增加將不會(huì)影響地下車(chē)站結(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)當(dāng)?shù)貥?biāo)建筑自振周期和地震波特征周期相近的時(shí)候影響相對(duì)較大。

4.2 建筑相對(duì)位置因素的影響。

（1）地表相鄰建筑之間的相對(duì)位置采用凈距離來(lái)描述，具體到本工程是鄰近建筑物柱體和地下車(chē)站之間的水平距離。將無(wú)地表建筑的情況定為工況1 ，地表有建筑物，凈距離為5m的情況定義為工況2 ，地表有建筑物，凈距離為10m的情況定義為工況3，地下車(chē)站結(jié)構(gòu)構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力峰值一覽表如表2所示。

（2）從表2可以看出，地標(biāo)建筑和地下車(chē)站凈距離增加，側(cè)墻內(nèi)動(dòng)力逐漸減小，換句話說(shuō)也就是建筑凈距離越大，對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力影響越小。

4.3 建筑埋深因素的影響

建筑埋深地下的深對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)的影響是十分明顯的，通常情況下，錢(qián)買(mǎi)隧道受到地震影響的風(fēng)向要高于深埋建筑。本文以埋深5.0m、15.0m、20.0m、25.0m為例考察了埋深因素的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)建筑框架4個(gè)角點(diǎn)的位移基本一致。建筑埋深增加會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)降低，所以適當(dāng)?shù)慕ㄖ裆钅軌蛴行Ы档偷卣鹩绊?。埋深深度達(dá)到15.0m的時(shí)候，結(jié)構(gòu)相應(yīng)大小處于同一等級(jí)。埋深達(dá)到20.0m范圍之內(nèi)的時(shí)候，建筑物結(jié)構(gòu)響應(yīng)降低，如果埋深深度達(dá)到30.0m以上的時(shí)候，地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計(jì)。

4.4 建筑跨距因素的影響

建筑跨距能夠影響建筑結(jié)構(gòu)承載能力，特別是在靜力負(fù)荷作用下，設(shè)計(jì)人員為了取得最大的建筑空間會(huì)擴(kuò)大建筑空間，但是隨著跨距的不斷增加，柱承擔(dān)的有效負(fù)載會(huì)增加，造成建筑結(jié)構(gòu)不安全的情況。所以在實(shí)際工程中，建筑設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)改變柱形式，比如采用雙柱取代單柱，來(lái)增加柱子之間跨距。經(jīng)過(guò)測(cè)試對(duì)比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)跨距影響建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在動(dòng)力，柱內(nèi)剪力和頂板內(nèi)彎矩都有所增加。地震波的作用主要是側(cè)向負(fù)荷，軸力增加不明顯，增加柱間跨距對(duì)整體地下車(chē)站位移、速度和加速度的影響是微不足道的。概括來(lái)說(shuō)，跨距大小雖然對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)沒(méi)有明顯的直接影響。但是，隨著跨距的增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)力顯著增大。如果考慮豎向地震荷載作用，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)內(nèi)力。

4.5 地震波因素的影響

地震波作為多種諧波的疊加，不同地震波的振幅、頻率也是各不相同的，才外地震波在傳播過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反射和折射現(xiàn)象，所以地表建筑在不同地震波影響下對(duì)地下車(chē)站的影響也有所差異。地震波輸入不同對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)也是不同的。因此實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保分析結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性，合理選擇輸入地震波是十分必要的。

5. 結(jié)語(yǔ)

本文構(gòu)建了地表建筑——地下車(chē)站一體化的模型，并且通過(guò)相關(guān)軟件驗(yàn)證得出地表建筑對(duì)地下車(chē)站的影響，當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站對(duì)會(huì)在地震波的作用下發(fā)生相對(duì)位移。地表沒(méi)有建筑物的時(shí)候，系統(tǒng)模型呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)型，結(jié)構(gòu)動(dòng)內(nèi)力也呈對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)。當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站左右兩側(cè)動(dòng)內(nèi)力是不相同，靠近建筑物的車(chē)站結(jié)構(gòu)幅度增加更為明顯。如果建筑本身自振頻率和地震波頻率相似，那么地下車(chē)站受到的影響將會(huì)十分明顯。



參考文獻(xiàn)

［1］ 何偉，陳建云，于品卿.地下結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)對(duì)場(chǎng)地地表反映譜影響研究［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010.5(6):1098～1102.

［2］ 楊林德.上海市地鐵區(qū)間隧道和車(chē)站的地震災(zāi)害與防治對(duì)策研究［R］.上海:同濟(jì)大學(xué)上海防災(zāi)救災(zāi)研究所，2009(12):29～30.

［3］ 王國(guó)波.軟土地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)三維地震響應(yīng)計(jì)算理論與方法的研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2012.6(2):11～12.



［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-12-831

endprint

58.40 285.4

42.7

（2）如表1所示，地下車(chē)站內(nèi)部構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力和無(wú)地表建筑工況會(huì)有不同程度的增加，但是當(dāng)建筑物層數(shù)增加到一定層數(shù)的時(shí)候，內(nèi)動(dòng)力范圍會(huì)有所減小。綜合上述，在一定范圍內(nèi)，建筑層數(shù)增加其內(nèi)動(dòng)力會(huì)有所增加，但是到了某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，建筑層數(shù)的增加將不會(huì)影響地下車(chē)站結(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)當(dāng)?shù)貥?biāo)建筑自振周期和地震波特征周期相近的時(shí)候影響相對(duì)較大。

4.2 建筑相對(duì)位置因素的影響。

（1）地表相鄰建筑之間的相對(duì)位置采用凈距離來(lái)描述，具體到本工程是鄰近建筑物柱體和地下車(chē)站之間的水平距離。將無(wú)地表建筑的情況定為工況1 ，地表有建筑物，凈距離為5m的情況定義為工況2 ，地表有建筑物，凈距離為10m的情況定義為工況3，地下車(chē)站結(jié)構(gòu)構(gòu)件動(dòng)內(nèi)力峰值一覽表如表2所示。

（2）從表2可以看出，地標(biāo)建筑和地下車(chē)站凈距離增加，側(cè)墻內(nèi)動(dòng)力逐漸減小，換句話說(shuō)也就是建筑凈距離越大，對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力影響越小。

4.3 建筑埋深因素的影響

建筑埋深地下的深對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)的影響是十分明顯的，通常情況下，錢(qián)買(mǎi)隧道受到地震影響的風(fēng)向要高于深埋建筑。本文以埋深5.0m、15.0m、20.0m、25.0m為例考察了埋深因素的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)建筑框架4個(gè)角點(diǎn)的位移基本一致。建筑埋深增加會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)降低，所以適當(dāng)?shù)慕ㄖ裆钅軌蛴行Ы档偷卣鹩绊?。埋深深度達(dá)到15.0m的時(shí)候，結(jié)構(gòu)相應(yīng)大小處于同一等級(jí)。埋深達(dá)到20.0m范圍之內(nèi)的時(shí)候，建筑物結(jié)構(gòu)響應(yīng)降低，如果埋深深度達(dá)到30.0m以上的時(shí)候，地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計(jì)。

4.4 建筑跨距因素的影響

建筑跨距能夠影響建筑結(jié)構(gòu)承載能力，特別是在靜力負(fù)荷作用下，設(shè)計(jì)人員為了取得最大的建筑空間會(huì)擴(kuò)大建筑空間，但是隨著跨距的不斷增加，柱承擔(dān)的有效負(fù)載會(huì)增加，造成建筑結(jié)構(gòu)不安全的情況。所以在實(shí)際工程中，建筑設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)改變柱形式，比如采用雙柱取代單柱，來(lái)增加柱子之間跨距。經(jīng)過(guò)測(cè)試對(duì)比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)跨距影響建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在動(dòng)力，柱內(nèi)剪力和頂板內(nèi)彎矩都有所增加。地震波的作用主要是側(cè)向負(fù)荷，軸力增加不明顯，增加柱間跨距對(duì)整體地下車(chē)站位移、速度和加速度的影響是微不足道的。概括來(lái)說(shuō)，跨距大小雖然對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)沒(méi)有明顯的直接影響。但是，隨著跨距的增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)力顯著增大。如果考慮豎向地震荷載作用，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)內(nèi)力。

4.5 地震波因素的影響

地震波作為多種諧波的疊加，不同地震波的振幅、頻率也是各不相同的，才外地震波在傳播過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反射和折射現(xiàn)象，所以地表建筑在不同地震波影響下對(duì)地下車(chē)站的影響也有所差異。地震波輸入不同對(duì)地下車(chē)站結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)也是不同的。因此實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保分析結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性，合理選擇輸入地震波是十分必要的。

5. 結(jié)語(yǔ)

本文構(gòu)建了地表建筑——地下車(chē)站一體化的模型，并且通過(guò)相關(guān)軟件驗(yàn)證得出地表建筑對(duì)地下車(chē)站的影響，當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站對(duì)會(huì)在地震波的作用下發(fā)生相對(duì)位移。地表沒(méi)有建筑物的時(shí)候，系統(tǒng)模型呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)型，結(jié)構(gòu)動(dòng)內(nèi)力也呈對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)。當(dāng)?shù)乇泶嬖诮ㄖ臅r(shí)候，地下車(chē)站左右兩側(cè)動(dòng)內(nèi)力是不相同，靠近建筑物的車(chē)站結(jié)構(gòu)幅度增加更為明顯。如果建筑本身自振頻率和地震波頻率相似，那么地下車(chē)站受到的影響將會(huì)十分明顯。



參考文獻(xiàn)

［1］ 何偉，陳建云，于品卿.地下結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)對(duì)場(chǎng)地地表反映譜影響研究［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010.5(6):1098～1102.

［2］ 楊林德.上海市地鐵區(qū)間隧道和車(chē)站的地震災(zāi)害與防治對(duì)策研究［R］.上海:同濟(jì)大學(xué)上海防災(zāi)救災(zāi)研究所，2009(12):29～30.

［3］ 王國(guó)波.軟土地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)三維地震響應(yīng)計(jì)算理論與方法的研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2012.6(2):11～12.



［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-12-831

endprint