十字交叉地铁换乘站的抗震分析

发布时间：2023-02-10 21:55

　　随着我国经济建设的快速发展和城市化的推广,城市交通拥堵问题日益严重。地铁作为城市重要的公共交通设施,乘坐地铁出行已成为市民日常生活的一部分。但是近些年来地震频发,给社会造成极大的生命财产损失。地铁工程作为百年大计的公共交通基础建设,地铁换乘站作为地铁中转枢纽,其结构的抗震设计及其安全性能越来越受到工程技术设计人员的高度重视。地下结构抗震分析也成为工程界重要的研究课题。本文根据大连在建的4号线和5号线十字交叉换乘的梭鱼湾站为工程背景,利用有限元软件ABAQUS建立了十字交叉地铁换乘站的三维模型,进行了如下几个方面的研究工作:1.运用有限元软件ABAQUS针对该车站建立了三维土-结构相互作用的地铁车站模型,对该车站模型进行了自重作用下的静力分析,得出在静载作用下结构最不利的受力位置、应力分布及变形状况。2.对车站结构进行模态分析,研究土-结构体系的自振状态和自振周期。3.将土体与结构耦合在一起,采用人工静力边界在围岩处输入完整的三向EI-Centro地震波和Taft地震波,在土-结构耦合作用下,对地铁车站模型进行动力时程分析。4.通过对有限元三维模型的数值模拟,进一步揭示了十字交叉地铁换乘...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 地下结构震害特征
    1.3 我国地铁发展概况及其存在的问题
        1.3.1 我国地铁发展概况
        1.3.2 地铁发展存在的问题
    1.4 十字交叉地铁换乘站的结构特点
    1.5 国内外地下结构抗震分析研究现状
        1.5.1 国外地下结构抗震研究现状
        1.5.2 国内地下结构抗震研究现状
    1.6 本文研究的内容及意义
第二章 地铁地下结构抗震分析理论与方法
    2.1 引言
    2.2 土—结构动力相互作用的有限元基本理论
        2.2.1 动力方程的建立
        2.2.2 动力方程的阻尼矩阵
        2.2.3 土-结构相互作用体系的几何非线性
        2.2.4 动力方程的求解
    2.3 人工边界
        2.3.1 静力边界
    2.4 地震波的选取与输入原理
        2.4.1 地震波的选取
        2.4.2 地震波的输入
    2.5 土体与结构的本构模型
    2.6 混凝土非线性动力损伤本构模型
    2.7 本章小结
第三章 十字交叉地铁换乘站的静力分析
    3.1 引言
    3.2 地铁车站工程概况
    3.3 三维有限元模型
        3.3.1 几何建模
        3.3.2 单元设置
        3.3.3 材料参数
    3.4 静力分析
        3.4.1 荷载施加
        3.4.2 交叉车站变形分布
        3.4.3 交叉车站应力分布
    3.5 本章小结
第四章 十字交叉地铁换乘站的模态分析
    4.1 引言
    4.2 模态分析方法
    4.3 自振周期与模态
    4.4 本章小结
第五章 十字交叉地铁换乘站的动力时程分析
    5.1 引言
    5.2 输入地震波
    5.3 结构的抗震变形验算
    5.4 结构变形时程分析
        5.4.1 纵向位移时程分析
        5.4.2 横向位移时程分析
    5.5 十字交叉部结构应力分析
        5.5.1 地铁4号线交叉部结构应力分析
        5.5.2 地铁5号线交叉部结构应力分析
    5.6 车站结构的动力时程分析
        5.6.1 外墙动力时程分析
        5.6.2 楼板动力时程分析
        5.6.3 梁柱动力时程分析
    5.7 隧道动力时程分析
    5.8 结构动力损伤分析
    5.9 自由场时程分析
    5.10 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3739981