研究成果

高速铁路客站大跨站厅结构竖向多点地震响应研究

发布时间:2015/2/4阅读次数:2345次

高速铁路客站大跨站厅结构竖向多点地震响应研究  点击下载

摘要: “房桥合一”是我国高速铁路客站建造中出现的一种新型结构形式,其兼具房屋和桥梁结构特征,轨道层列车线路的通行要求决定了上部高架站厅层具有较大跨度,而站厅结构竖向抗震性能往往是确保其地震安全的重要部分。鉴于此,首先阐述了SAP2000 软件中位移模型的基本计算原理,并指出其一重要误差,继而参考天津西站建立了典型大跨站厅结构模型,对比研究了竖向多点一致、考虑行波效应竖向多点非一致地震激励下典型站厅结构动力响应特征。研究表明: 依据位移模型直接计算结果来获取不参与动力平衡方程的从属结构响应分量时可能存在明显误差; 竖向多点非一致输入特征对高架站厅层的地震响应有着显著影响,在抗震设计和性能评估中均不可忽视此因素,同时给出了抗震设计建议。

关键词: 高速铁路客站; 房桥合一; 站厅结构; 竖向地震; 多点激励; 抗震性能

结论
    本文以天津西站为依托建立高速铁路典型站厅结构模型,借助SAP2000 内置位移模型,研究了大跨站厅结构的竖向多点地震响应特征,尤其侧重于多点地震激励影响。通过本文研究可得以下结论: ① SAP2000内置位移模型采用振型分解法计算底部及附近单元内力时存在一定误差,应用时需谨慎,然而其主要由动力方程从属响应所导致,并非振型分解法不适用。② 地震多点非一致和一致输入下站厅结构地震响应有显著区别,而且随着视波速增加其响应更趋于不同。③ 在站厅结构竖向多点地震响应分析中需要考虑多点非一致激励,抗震设计和性能评估结果才更合理可靠,尤其是对于大跨站厅结构的边缘区域的构件等,在抗震设计和构造时需要加以考虑。④ 建筑长度较大时行波效应较明显,建筑长度较小时行波效应较弱,但即使建筑长度小于地震视波速,部分杆件响应仍可能会明显受地震非一致激励影响。⑤ 建筑物地震响应受行波效应影响具有一定规律性,为保证平面尺寸较大建筑物地震安全,建议根据实际建筑物和多条场地地震输入进行统计分析。