SV波任意角度入射下地铁车站结构地震响应分析

TU231.4; 地震波入射角度对地铁车站结构地震响应的影响问题已受到学者的关注和重视.SV波斜入射时存在临界角情况,超过临界角时,场地水平向运动与竖向运动的相位差会发生改变,同时在超临界角入射下场地具有较大的竖向地震作用;然而SV波超临界角入射下的这些特征对地铁车站地震响应的影响规律还未见公开报道.通过ABAQUS有限元软件,首先验证了基于频域刚度矩阵的地震动输入计算方法求解地下隧道对任意角度SV波散射问题的计算精度,然后研究了SV波0°～80°范围内入射时II类、III类、IV类场地条件下两层三跨地铁车站结构的地震响应.研究表明:在较硬的场地中,SV波超临界角入射下场地同时具有较大的水平向...

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Published in自然灾害学报 Vol. 32; no. 5; pp. 33 - 43
Main Authors 张季, 郑凯, 肖军, 谭灿星, 巴振宁
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013 01.10.2023
轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室,江西南昌 330013%华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013%天津大学建筑工程学院,天津 300354
Subjects
seismic response
stiffness matrix method in frequency domain
频域刚度矩阵法
subway station
地铁车站
SV波临界角
critical angle of SV wave
地震响应
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ISSN1004-4574
DOI10.13577/j.jnd.2023.0504

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Summary:TU231.4; 地震波入射角度对地铁车站结构地震响应的影响问题已受到学者的关注和重视.SV波斜入射时存在临界角情况,超过临界角时,场地水平向运动与竖向运动的相位差会发生改变,同时在超临界角入射下场地具有较大的竖向地震作用;然而SV波超临界角入射下的这些特征对地铁车站地震响应的影响规律还未见公开报道.通过ABAQUS有限元软件,首先验证了基于频域刚度矩阵的地震动输入计算方法求解地下隧道对任意角度SV波散射问题的计算精度,然后研究了SV波0°～80°范围内入射时II类、III类、IV类场地条件下两层三跨地铁车站结构的地震响应.研究表明:在较硬的场地中,SV波超临界角入射下场地同时具有较大的水平向和竖向地震作用,这将显著增大车站中柱的轴力幅值,与垂直入射情况相比,轴力幅值最高被增大至3.28倍,同时,SV波临界角附近入射时,轴力分布显著区别于其他情况;车站中柱的弯矩与剪力最大值均出现在地震波垂直入射时,且总体上,弯矩、剪力幅值随着SV波入射角度的增大而减小;车站与周围地基的动力相互作用,对车站结构所受到的水平地震作用具有一定的增大效应,场地越软,增大效应越显著.建议将SV波垂直入射和临界角附近入射 2 种工况均作为地铁车站结构抗震设计的不利工况.
ISSN:1004-4574
DOI:10.13577/j.jnd.2023.0504