預應力大跨地鐵站震害機理與結構優(yōu)選研究.pdf

1、大跨地鐵車站結構采用先進的預應力技術實現(xiàn)大空間，充分利用結構美體現(xiàn)現(xiàn)代交通建筑的特點，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境，實現(xiàn)地鐵車站安全性、可靠性、適用性、經(jīng)濟性和技術先進性有機統(tǒng)一，與傳統(tǒng)的雙層三跨柱島式地鐵站相比具有更大優(yōu)勢。然而，地鐵是人流量集中區(qū)域，地鐵結構一旦破壞會造成巨大的經(jīng)濟損失，并且地下結構的修復存在諸多困難。因此，對預應力無中柱大跨度地鐵站進行地震破壞機理和抗震性能的研究具有重要的理論意義與工程應用價值。
　　本文以預應

2、力大跨度無中柱地鐵車站結構為研究背景，考慮車站結構的預應力效應，土-結構的初始應力以及阻尼，基于大型商業(yè)有限元軟件ABAQUS，用截面等效剛度法將密肋框架結構簡化為二維平面應變框架結構，采用粘彈性人工邊界，分別在水平和豎向地震作用下進行震害數(shù)值模擬，研究了預應力無中柱大跨度地鐵站結構的地震反應特性，得出了預應力無中柱大跨度地鐵車站在地震時的破壞模式和薄弱位置分布特點。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.介紹了用于進行土-結構動力相互作用分

3、析的土體本構、混凝土動塑性損傷本構模型及其原理;土-結構接觸面的數(shù)值模型處理方法。
　　2.比較了固定邊界、粘性邊界、無限元邊界、粘彈性邊界等邊界條件動力特性;分析不同波動輸入方式下自由場地的動力特性。在有限元軟件ABAQUS中實現(xiàn)了靜-動力人工邊界條件的轉換方法，并驗證了靜-動力人工邊界條件轉換方法的可靠性。
　　3.采用動塑性混凝土損傷本構模型，用拉壓損傷因子描述混凝土在循環(huán)荷載下的非線性與疲勞性能，綜合考慮了震前土-結

4、構自重應力、鋼筋混凝土預應力和地鐵車站結構的阻尼效應，對土-地鐵結構相互作用系統(tǒng)地進行了地震過程的非線性數(shù)值模擬。分析了震害發(fā)生時大跨度預應力地鐵車站結構動應力反應集中，得出了該類車站結構的破壞過程、破壞形式和抗震薄弱位置，并給出了合理的解釋。
　　4.將兩待選大跨地鐵站結構與雙層三跨柱島式地鐵站結構進行對比，保證靜力作用下安全可靠同時進行了地震響應分析，比較了不同位置加速度響應、裂縫的產(chǎn)生發(fā)展、應力響應等因素。綜合評價了兩個預應