地下车站中柱设置摩擦摆支座的减震研究

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地下轨道交通在城市人口日益增多、交通愈发拥堵的今天承担着越来越重要的交通运输任务,保证地下结构在使用过程中能够安全平稳的运行是极为重要的。这不仅要求结构在正常使用中保证安全,还要具有良好的抗震能力。一些震害实例以及众多研究结果表明地下结构在地震中也是可能遭到严重破坏的。地下车站在震害中因抗震能力不足,尤其是中柱抗震能力的不足而导致结构损坏甚至塌毁,是引起人员伤亡和经济损失的主要原因。我国在世界上处于地震多发区,对地下结构进行良好的抗震和减震措施十分必要。减隔震技术在地面建筑和桥梁中已经得到了良好的应用,而在地下结构很少有工程应用实例。因此,如何在地下结构抗震设计中引入减隔震技术,对地下结构进行减隔震设计,将会是未来地下结构研究的发展方向,且对地下结构的安全有着重要的经济和社会意义。本文通过对地下车站结构的震害分析,得出中柱是易损构件,将摩擦摆减隔震支座运用到地下车站中柱上来,并通过大量有限元计算和数据分析,得出了减震效果。主要研究内容如下:(1)分析了地下结构震害特点,并对地下结构减隔震研究现状进行了总结分析;对摩擦摆支座研究现状进行了总结,分析了将其应用在地下车站中的可行性。(2)以大开车站为研究对象,基于有限元软件Abaqus建立土—结构相互作用的三维动力非线性模型,采用粘弹性边界并将地震动转化为等效节点力输入,编制matlab程序实现边界和地震动的计算与施加,采用动力隐式对地下结构进行非线性分析。(3)对比了常规结构和中柱柱端设置摩擦摆支座后的减震结构在中柱、侧墙的变形和内力等方面的变化情况,对数据结果进行分析得出其减隔震效果,证明柱端设置摩擦摆支座确实可以起到有效的减隔震作用。并计算了在不同场地下车站中柱设置摩擦摆支座的反应,得出在不同场地下摩擦摆支座均可起到良好的减震效果。
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