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，其特點是上弦有混凝土樓板，為候車廳，上下弦中間為設備層，整個桁架承受較大荷載，對豎向地震較為敏感。研究該體系在豎向地震下的響應特征和作用機理，對進一步完善此類高速鐵路客站設計規(guī)程具有重要意義。
　　本文在閱讀總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究工作的基礎上，以高速鐵路客站站廳層鋼桁架豎向抗震性能為重點研究對象，開展理論與試驗研究，完成了下列主要工作。綜合考慮動力學特性和邊界條件的

2、影響，確定試驗原型結(jié)構(gòu)為九個桁架單元。有限元分析表明，僅考慮豎向地震，罕遇地震水準作用下，試驗原型結(jié)構(gòu)未發(fā)生屈服。通過關(guān)鍵點豎向位移的比較，選定振動臺試驗輸入的地震波。采用Pushdown法確定原型結(jié)構(gòu)的屈服機制和薄弱環(huán)節(jié)，為振動臺試驗提供參考。依托中南大學高速鐵路多功能振動臺試驗系統(tǒng)，進行1/20大比例縮尺模型振動臺試驗。對振動臺試驗模型進行設計與施工，主要是相似關(guān)系的確定。再對試驗模型進行有限元分析，從模態(tài)分析結(jié)果看，設計的試驗模型

3、與原型結(jié)構(gòu)具有較好的相似性。試驗中以三條天然波作為輸入激勵，研究試驗模型在不同水準地震作用下的加速度和應變響應，以及其屈服機制和薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)振動臺試驗模型動力學特性結(jié)果，與有限元計算比較，吻合較好，說明振動臺試驗模型設計合理，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。試驗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)點位置，主要構(gòu)件并沒有出現(xiàn)屈服破