高速鐵路客站站廳層鋼桁架豎向抗震性能研究.pdf

1、高速鐵路客站是高速鐵路的樞紐，站廳層大跨度鋼桁架作為一種新型結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是上弦有混凝土樓板，為候車廳，上下弦中間為設(shè)備層，整個(gè)桁架承受較大荷載，對(duì)豎向地震較為敏感。研究該體系在豎向地震下的響應(yīng)特征和作用機(jī)理，對(duì)進(jìn)一步完善此類高速鐵路客站設(shè)計(jì)規(guī)程具有重要意義。
　　本文在閱讀總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究工作的基礎(chǔ)上，以高速鐵路客站站廳層鋼桁架豎向抗震性能為重點(diǎn)研究對(duì)象，開展理論與試驗(yàn)研究，完成了下列主要工作。綜合考慮動(dòng)力學(xué)特性和邊界條件的

2、影響，確定試驗(yàn)原型結(jié)構(gòu)為九個(gè)桁架單元。有限元分析表明，僅考慮豎向地震，罕遇地震水準(zhǔn)作用下，試驗(yàn)原型結(jié)構(gòu)未發(fā)生屈服。通過關(guān)鍵點(diǎn)豎向位移的比較，選定振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)輸入的地震波。采用Pushdown法確定原型結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制和薄弱環(huán)節(jié)，為振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)提供參考。依托中南大學(xué)高速鐵路多功能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行1/20大比例縮尺模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，主要是相似關(guān)系的確定。再對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行有限元分析，從模態(tài)分析結(jié)果看，設(shè)計(jì)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

3、與原型結(jié)構(gòu)具有較好的相似性。試驗(yàn)中以三條天然波作為輸入激勵(lì)，研究試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮诓煌疁?zhǔn)地震作用下的加速度和應(yīng)變響應(yīng)，以及其屈服機(jī)制和薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)力學(xué)特性結(jié)果，與有限元計(jì)算比較，吻合較好，說明振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)合理，施工質(zhì)量較好，能夠反映原型結(jié)構(gòu)在豎向地震下的響應(yīng)。試驗(yàn)表明高速鐵路客站站廳層鋼桁架豎向剛度較大，能夠滿足豎向抗震要求，且有較大富余;最先破壞出現(xiàn)在主桁架CHJ-P(N)端部斜腹桿節(jié)點(diǎn)位置，主要構(gòu)件并沒有出現(xiàn)屈服破