软土地铁车站结构横向抗震设计方法研究

摘要

本文结合该抗震指南研究，对地铁车站横向抗震设计方法进行进一步研究。利用软土地下结构横向地震响应的有限差分时程分析方法，在10﹪概率水准地震剪切波输入作用下，对上海软土典型地铁车站结构进行横断面地震响应计算分析。分析了动力计算的结果，提出了对地铁车站框架增强整体抗震能力的建议。 初步建立了地震作用下长形地下结构横断面应变传递率计算方法。分析了应变传递率与结构和土的刚度比、结构高宽比等因素的关系。用结构和土的刚度比来反应结构和土的材料性质，用结构的高宽比来反应结构的形状特形，通过静力有限元计算了简单的框架结构在不同刚度比和高宽比下的应变传递率，分应变传递率和刚度比、高宽比两个物理量之间的关系，得出应变传递率和刚度比成反比，受高宽比影响较小的结论。

目录

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第1章绪论

1.1研究目的和意义

1.2地铁车站震害

1.2.1地铁车站震害情况

1.2.2地下车站震害的原因

1.3地下结构和地面结构抗震区别

1.4国内外研究现状

1.4.1地下结构横断面抗震分析方法的分类

1.4.2应变传递率的研究现状

1.5问题的提出

1.6本文主要研究内容

第2章 地下结构横断面地震响应有限差分计算原理

2.1 概述

2.2计算的基本方程及计算公式

2.2.1动力平衡微分方程

2.2.2变量的空间导数的差分近似格式

2.2.3结点位移的计算

2.2.4单元应力的确定

2.2.5结点不平衡力的计算

2.2.6地下结构的梁单元

2.2.7时步的确定

2.3求解步骤

2.4土—结构相互作用的接触面模型

2.5土—结构动力计算的边界条件

2.6土的动力模型

2.7小结

第3章 软土地铁车站结构有限差分抗震设计计算

3.1概述

3.2计算过程与计算结果

3.2.1计算过程

3.2.2计算结果

3.2.2计算结果3.2.2.1初始重力场的形成

3.2.2计算结果3.2.2.2静力计算

3.2.2计算结果3.2.2.3动力计算

3.2.2计算结果3.2.2.4动力附加内力

3.3地下结构抗震模型实验对有限差分法的正确的检验

3.4计算结果分析

3.5小结

第4章应变传递率研究

4.1引言

4.2假设及定义

4.2.1研究应变传递率的假设

4.2.2剪切应变和剪切刚度的定义

4.2.3应变传递率的定义

4.3应变传递率计算方法

4.3.1计算方法的提出

4.3.2土体均匀应变场形成

4.3.3结构应变

4.3.4应变传递率的得出

4.4有限元计算区域边界条件

4.4.1结构上部计算区域的确定

4.4.2结构两侧计算区域的确定

4.4.3结构底部计算区域的确定

4.5计算与分析

4.5.1概述

4.5.2计算结果

4.5.3计算结果分析

4.5.4应变传递率计算公式

4.6应变传递率计算公式的验证与应用

4.6.1应变传递率计算公式验证

4.6.2应变传递率的应用

4.7 小结

第5章 结论及展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果