地鐵車站結構地震響應有限元分析.pdf

1、隨著地下結構數量的增多和地下結構震害的頻繁出現,地下結構抗震問題日益受到世界各國地震工作者的重視。特別是在1995年日本阪神大地震中,神戶市地鐵車站結構與區(qū)間隧道遭到嚴重破壞,引起了眾多學者的關注。但是我國在地下結構抗震方面的研究相對滯后,至今還沒有完善的地下結構抗震分析方法,也沒有獨立的地下結構抗震設計規(guī)范。本文重點研究考慮土-結構相互作用的地鐵車站結構的地震響應,同時,對地震響應有限元分析過程中需解決的一些難點進行深入的研究與探討。

2、
　　(1)借助 ANSYS有限元軟件提供的APDL語言,成功實現土的等價粘彈性模型,算例表明:在動力作用下,采用等價粘彈性模型時,計算結果要明顯小于線彈性模型,這主要是因為等價粘彈性模型充分考慮了土的阻尼效應。
　　(2)依據地震動的合成理論,利用FORTRAN語言編制地震動的合成程序,使計算過程中輸入地震動盡可能滿足當地場地條件要求。利用最小二乘法原理,對地震動從加速度到位移積分過程中的誤差進行修正,算例表明,經修正后,

3、加速度及傅立葉譜并沒有發(fā)生多大的改變,但明顯糾正了位移的漂移現象。同時,依據一維波動理論編制地震動的反演程序,并采用實例驗證其程序的正確性。
　　(3)依據各種人工邊界原理,利用APDL語言實現各種人工邊界的施加方法。算例表明:粘彈性邊界優(yōu)于粘性邊界,粘彈性邊界充分考慮了地基彈性恢復力,在透射邊界中,視波速的確定受人為因素的影響,在進行彈塑性地震響應分析時有可能出現計算不收斂現象。在地震動輸入方式中,位移輸入要優(yōu)于一致加速度輸入。

4、
　　(4)利用有限元法,分析討論了地鐵車站結構在靜力作用下的受力特性,以及結構各部位位移變化規(guī)律。
　　(5)對比分析了地鐵車站結構在輸入地震動特性、不同地震動輸入方式及不同人工邊界條件設置等條件下的地震響應特性。
　　(6)對地鐵車站結構地震響應的影響因素進行了分析,研究了地面結構與地下結構的地震響應差異;還研究了結構彈性模量與泊松比、豎向地震動、地震動峰值及覆蓋土層厚度對地鐵車站結構地震響應的影響以及地鐵車站結構