岛式地铁车站结构地震反应时程分析

摘要

采用基于粘弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法,使用大型通用有限元软件MSC. Marc对北京市一座单层三跨岛式站台车站进行了水平向非线性地震反应时程分析,其中结构部分采用钢筋混凝土纤维模型程序THUFIBER模拟。数值分析表明:单层三跨拱形断面地铁车站结构的边跨拱形顶板的中点位置、中柱上端是水平向位移反应强烈部位,结构中柱与侧墙相对于底板的最大水平相对位移反应基本呈纯剪切形状;在水平地震荷载作用下,中柱的内力尤其是弯矩和轴力要远大于结构其他构件,因此中柱是结构抗震受力最不利部位;中柱上端与下端所受轴力相差不大,但柱上端所受到的弯矩更大,这使得在强地震作用下,柱上端有可能在较大弯矩作用下先于柱下端破坏;拱形断面结构形式可以有效地减小作用在拱形顶板上的弯矩,而代之以承受相对较大的轴力,因此相对于矩形断面结构形式,拱形断面的受力要更合理和更有利。