錢魏魏 張正

摘 要 以徐州地鐵2號(hào)線漢源大道站為例，采用抗震計(jì)算方法動(dòng)力時(shí)程分析法進(jìn)行抗震計(jì)算分析，簡(jiǎn)述抗震計(jì)算方法原則及動(dòng)力時(shí)程法基本原理，運(yùn)用巖土工程軟件MIDAS-GTS對(duì)地鐵車站進(jìn)行時(shí)程分析方法計(jì)算，獲得結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震下的內(nèi)力和變形、罕遇地震下的變形。計(jì)算結(jié)果表明，車站層間位移角滿足規(guī)范限值要求，結(jié)構(gòu)按照正常使用工況配筋能夠滿足抗震設(shè)防的要求，抗震工況對(duì)構(gòu)件截面尺寸及配筋不起控制作用，研究結(jié)論可為類似工程抗震設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞 MIDAS-GTS;抗震計(jì)算;地鐵車站;動(dòng)力時(shí)程分析法

1工程概述

1.1 工程概況

漢源大道站為徐州市軌道交通2號(hào)線與4號(hào)線的換乘站，西接市政府站，東連新元大道站。車站位于昆侖大道與漢源大道交叉路口，沿昆侖大道北側(cè)東西向敷設(shè)。徐州市地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，第二組。根據(jù)規(guī)范要求遇有下述情況時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析： ①地下結(jié)構(gòu)縱向的斷面變化較大或在橫向有結(jié)構(gòu)連接;②地質(zhì)條件沿地下結(jié)構(gòu)縱向變化較大，軟硬不均;③隧道線路存在小半徑曲線。對(duì)應(yīng)規(guī)范要求，漢源大道站為2號(hào)線與4號(hào)線換乘站，在換乘節(jié)點(diǎn)處地下結(jié)構(gòu)縱向的斷面變化較大，需要進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析[1]。

2車站抗震計(jì)算

2.1 計(jì)算模型

采用三維整體建模。地基基礎(chǔ)采用六面體實(shí)體單元進(jìn)行模擬，車站結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧桶鍐卧冉Y(jié)構(gòu)單元進(jìn)行模擬，邊界采用粘-彈性人工邊界進(jìn)行模擬。根據(jù)安評(píng)報(bào)告所提供的三個(gè)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行分析，選取最不利加速度時(shí)程進(jìn)行計(jì)算。有限元計(jì)算模型如圖2-1所示。

為了進(jìn)行結(jié)構(gòu)層間位移及層間位移差的比較，根據(jù)動(dòng)力時(shí)程分析中結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力的分布規(guī)律，選擇車站主體結(jié)構(gòu)上6個(gè)橫斷面進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果考察，斷面選取如圖2-2所示，所選擇的斷面主要包括車站標(biāo)準(zhǔn)斷面及變截面處的斷面[2]。

2.2 計(jì)算參數(shù)及工況

車站深度范圍內(nèi)根據(jù)鉆孔揭露，場(chǎng)地表層分布：①1雜填土;②4-2粉質(zhì)黏土;②4-3粉質(zhì)黏土;②5-3砂質(zhì)粉土;⑤3-4黏土;⑦1-1-3中分化粉砂巖。地層物理力學(xué)參數(shù)詳見(jiàn)表1

根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告的內(nèi)容及抗震設(shè)計(jì)條件，選取設(shè)防地震下三條地震波（荷載1～荷載3）及罕遇地震下的三條地震波（荷載4～荷載6），波形圖如下圖所示。

3抗震計(jì)算結(jié)果

4結(jié)束語(yǔ)

在設(shè)防地震作用下，主體結(jié)構(gòu)最大層間位移差為14.3mm，最大層間位移角為1/892，滿足不大于1/550的要求;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足抗震性能Ⅰ要求。

在罕遇地震作用下，斷面最大層間位移角為1/512，滿足不大于1/250的要求;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足抗震性能Ⅱ要求。

位移最大值均出現(xiàn)在車站的端頭井處，這是由于車站的換乘節(jié)點(diǎn)對(duì)齊附近區(qū)域起到了約束的作用，在車站端部約束作用減小，位移增大。

以上結(jié)論經(jīng)由抗震專項(xiàng)報(bào)告專家審查會(huì)論證，本次選取數(shù)據(jù)合理，計(jì)算方法正確、結(jié)論合理可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 禹海濤，袁勇，張中杰，等.反應(yīng)位移法在復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)抗震中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2011，7（5）：857-862.

[2] 熊健.換乘節(jié)點(diǎn)動(dòng)力時(shí)程法三維抗震計(jì)算對(duì)比分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2017（12）：24-27.