独柱式大悬臂高架车站抗震性能分析及改进措施建议

发布时间：2017-07-04 10:27

  本文关键词：独柱式大悬臂高架车站抗震性能分析及改进措施建议

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【摘要】：随着我国铁路与城市轨道交通的快速发展,目前在建和拟建的城市轨道交通线路越来越多,独柱式大悬臂高架车站因其结构整体性好、占地少、空间利用率高等优势被广泛采用。但作为一种“站桥合一”的新型结构,目前对该体系抗震性能方面的研究尚不够成熟。本文以重庆市轨道交通3号线八公里车站为工程背景,针对该结构体系的抗震性能做了以下几方面的研究:首先,采用SAP2000、ETABS结构分析软件建立结构整体简化模型,对独柱式大悬臂高架车站结构体系的抗震受力特点进行研究,发现结构第二阶模态为扭转振型;在横桥向地震力作用下,结构端部墩柱弯矩对地震偶然偏心作用非常敏感,放大50%以上;在顺桥向地震作用下大悬臂存在较大扭矩,通过建立简化力学模型,理论推导出扭矩T的计算公式。然后,结合结构受力特点,对我国现行抗震规范对该结构的适用性进行了探讨,研究表明:(1)铁路抗规在设计理念、分析方法等方面与公路抗规、建筑抗规相比还存在一定差距;(2)对于结构端部墩柱,由于偶然偏心的作用,不能采用单墩力学模型来简化计算;(3)建议按《公路规范》第5.5节对大悬臂进行抗扭验算;(4)建议相关部门编制针对性更强的抗震规范,组织相关专家对该结构体系进行超限结构抗震专项审查,保证结构的抗震性能。最后,针对结构抗震性能存在的以上问题,提出改进措施及结构调整方案,并对改进后的效果进行验证,研究表明:(1)在结构端部增设扶梯作为结构构件可以增加结构抗侧、抗扭刚度,改善结构在大震下的屈服机制,提高结构的抗震性能;(2)减小结构纵向边梁刚度,可以有效减小大悬臂在地震作用下的扭矩,并提出了大悬臂截面尺寸及配筋的控制原则;(3)提出了释放大悬臂扭矩的措施,即将结构纵向边梁与大悬臂支座铰接。
【关键词】：高架车站 站桥合一 独柱大悬臂 抗震性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-11
• 主要符号11-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 引言12-13
• 1.2 研究现状13-14
• 1.3 本文所做的主要工作14-16
• 2 独柱式大悬臂高架车站结构体系抗震性能分析16-46
• 2.1 结构抗震性能分析方法概述16-18
• 2.1.1 静力法16
• 2.1.2 反应谱法分析16-18
• 2.1.3 动力时程分析18
• 2.2 结构体系介绍18-20
• 2.3 工程背景20-25
• 2.3.1 工程概况20-22
• 2.3.2 设计荷载22-24
• 2.3.3 地震作用24
• 2.3.4 荷载组合24-25
• 2.4 结构受力特点分析25-45
• 2.4.1 模型简化及概述25-26
• 2.4.2 刚性楼板假定适用性分析26-31
• 2.4.3 结构关键构件受力分析31-36
• 2.4.4 大悬臂受扭力学原理分析36-41
• 2.4.5 站厅下夹层对结构扭转的影响41-43
• 2.4.6 结构舒适度控制方法分析43-45
• 2.5 本章小结45-46
• 3 现行结构抗震设计规范适用性探讨46-56
• 3.1 概述46
• 3.2 抗震设防分类46-47
• 3.3 不同规范的主要区别47-49
• 3.4 规范的选择及适用性49-55
• 3.5 本章小结55-56
• 4 改进措施分析及建议56-78
• 4.1 概述56
• 4.2 改善结构横向抗震性能的方法探讨56-71
• 4.2.1 模态分析58-61
• 4.2.2 反应谱分析61-64
• 4.2.3 动力时程分析64-70
• 4.2.5 小结70-71
• 4.3 减小大悬臂扭矩的方法探讨71-75
• 4.3.1 调节纵向边梁刚度71-74
• 4.3.2 改变连接方式74-75
• 4.4 本章小结75-78
• 5 结论与展望78-80
• 5.1 全文总结78-79
• 5.2 本文创新点79
• 5.3 研究展望79-80
• 致谢80-82
• 参考文献82-86
• 附录86

【参考文献】

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本文编号：517454