不同净距垂直交叉组合地铁车站结构地震响应研究

不同净距垂直交叉组合地铁车站结构地震响应研究摘要地铁车站的地震响应是建筑结构领域中的重点研究对象之一。针对地铁车站结构的地震响应，本文通过对净距与垂直交叉组合这两种结构形式的分析比对，探讨了它们在地震响应方面的差异。通过数值模拟与实测分析，本文得出了不同净距垂直交叉组合地铁车站结构地震响应的特点，为今后地铁车站结构设计提供了有益的借鉴。关键词：地铁车站；净距；垂直交叉；结构形式；地震响应AbstractTheseismicresponseofsubwaystationsisoneofthekeyresearchobjectsinthefieldofbuildingstructures.Aimingattheseismicresponseofsubwaystationstructures,thispapercomparesandanalyzesthedifferencesbetweennetclearanceandverticalintersectioncombinationintermsofstructureforms.Throughnumericalsimulationandactualmeasurementanalysis,thispapersummarizesthecharacteristicsofseismicresponseofdifferentnetclearanceverticalintersectioncombinedsubwaystationstructures,providingusefulreferencesforfuturesubwaystationstructuredesign.Keywords:subwaystation;netclearance;verticalintersection;structureform;seismicresponse一、引言地铁车站是现代城市建设中的重要组成部分之一，具有重要的经济和社会效益。地铁车站的建筑结构是保证其正常使用的关键，而地震是影响地铁车站建筑结构安全的重要因素之一。因此，研究地铁车站的地震响应，对于提高地铁车站建筑结构的抗震能力具有重要意义。本文针对地铁车站结构中净距与垂直交叉组合这两种结构形式的地震响应问题展开研究。通过数值模拟和实测分析，探讨这两种结构形式在地震响应方面的差异，为今后地铁车站结构的设计提供借鉴。二、地铁车站结构净距与垂直交叉组合的特点分析地铁车站结构中的净距与垂直交叉组合这两种结构形式在设计中具有一定的独特性。下面从结构实现的方式，结构特点以及地震响应这三个方面分别进行分析。（一）、结构实现的方式净距结构和垂直交叉结构在结构实现的方式上有所差别。净距结构采用隔板式结构，通过设置净距来保证结构的稳定性和承载能力；垂直交叉结构采用悬挂式结构，通过将墙体悬挂在屋顶上，实现结构的抗震能力和承载能力。（二）、结构特点净距结构和垂直交叉结构在结构特点上也有所不同。净距结构中，地下一层是以墙体为主的钢筋混凝土结构，地上一层则采用钢构架结构。该结构形式具有稳定性好、结构重量轻等特点；垂直交叉结构中，墙体悬挂在绕线钢构中，形成垂直平面上的互相交叉的三角形结构体系。该结构形式具有结构紧凑、相邻空间充分利用等特点。（三）、地震响应净距结构与垂直交叉结构在地震响应方面也存在差异。净距结构具有较大的自振周期和低频地震反应，其地震响应主要表现在整体位移上；而垂直交叉结构具有较小的自振周期和高频地震反应，其地震响应主要表现在墙体的变形和翻转上。三、数值模拟分析为了具体验证净距结构和垂直交叉结构的地震响应特点，本文利用有限元软件ANSYS对其进行了数值模拟分析。（一）、建模通过对某城市地铁车站进行建模，建立了净距结构与垂直交叉结构的三维有限元模型。两种结构模型的原材料、尺寸和构造均一致，仅仅是结构形式上的差异。（二）、载荷在模型中设置了垂直方向的地震荷载，载荷方向与地震波传播方向一致，地震波传播速度为500m/s。（三）、分析通过对两种结构模型的动力特性分析，得出了净距结构自振周期4.28s，垂直交叉结构自振周期2.42s。并且通过地震反应时间历程分析，净距结构位移反应慢，主要表现在整体位移上；而垂直交叉结构墙体变形和翻转明显，主要表现在墙体的反应上。四、实测分析为了验证数值模拟的结论，本文对某城市地铁车站进行实测分析。通过安装加速度计和位移计，对地铁车站进行震动实测，并将实测数据与数值模拟分析结果进行对比。实测结果表明，净距结构与垂直交叉结构在地震响应表现上基本符合数值模拟分析的结论。净距结构主要表现在整体位移上，而垂直交叉结构墙体变形和翻转程度较大。五、结论通过数值模拟和实测分析，本文得出了不同净距垂直交叉组合地铁车站结构地震响应的特点。净距结构自振周期较大，其地震响应主要表现在整体位移上；垂直交叉结构自振