探析地表建筑对地下车站结构地震响应的影响(2)

　　4.1 建筑自振周期因素的影响。?

　　（1）为了分析比较建筑自振周期对地下车站的影响，采用两栋不同层数的建筑试验，其中建筑物的高度分别为：6层和12层，建筑层高为3.6m，三跨层平均间距为6.4m。建筑物梁结构界面尺寸为400mm×600mm，柱子截面为800mm×800mm，建筑模型的确定采用上述方法，经过必要的分析和计算能够准确分析车站相对位移和动内力相应变化?? ［3］?。地下车站墙体动内力峰值如表1所示。?

　　表1 地下车站墙体动内力峰值表

　　部件名称 内力 工况1 工况2 工况3

　　El-?Centro波 M 218.6 303.07?

　　38.6 303.4?38.67Q 166.2 222.43?

　　33.66 215.68?29.6

　　N 200 316.7?58.40 338.68?69.34

　　表2 地下车站结构构件动内力峰值表

　　部件名称 内力 工况1 工况2 工况3

　　El-?Centro波

　　M 218.7 303.07?

　　38.6 288.1?

　　31.6

　　Q 166.4 222.43?

　　33.66 220.2?

　　32.3

　　N 200 316.7?

　　58.40 285.4?

　　42.7

　　（2）如表1所示，地下车站内部构件动内力和无地表建筑工况会有不同程度的增加，但是当建筑物层数增加到一定层数的时候，内动力范围会有所减小。综合上述，在一定范围内，建筑层数增加其内动力会有所增加，但是到了某个转折点，建筑层数的增加将不会影响地下车站结构。可见当地标建筑自振周期和地震波特征周期相近的时候影响相对较大。?

　　4.2 建筑相对位置因素的影响。?

　　（1）地表相邻建筑之间的相对位置采用净距离来描述，具体到本工程是邻近建筑物柱体和地下车站之间的水平距离。将无地表建筑的情况定为工况1 ，地表有建筑物，净距离为5m的情况定义为工况2 ，地表有建筑物，净距离为10m的情况定义为工况3，地下车站结构构件动内力峰值一览表如表2所示。?

　　（2）从表2可以看出，地标建筑和地下车站净距离增加，侧墙内动力逐渐减小，换句话说也就是建筑净距离越大，对地下车站结构动力影响越小。?

　　4.3 建筑埋深因素的影响

　　建筑埋深地下的深对地下车站结构的影响是十分明显的，通常情况下，钱买隧道受到地震影响的风向要高于深埋建筑。本文以埋深5.0m、15.0m、20.0m、25.0m为例考察了埋深因素的影响。经过实际测试可以发现建筑框架4个角点的位移基本一致。建筑埋深增加会导致建筑结构各项指标相应降低，所以适当的建筑埋深能够有效降低地震影响。埋深深度达到15.0m的时候，结构相应大小处于同一等级。埋深达到20.0m范围之内的时候，建筑物结构响应降低，如果埋深深度达到30.0m以上的时候，地震对建筑结构的影响可以忽略不计。?

　　4.4 建筑跨距因素的影响

　　建筑跨距能够影响建筑结构承载能力，特别是在静力负荷作用下，设计人员为了取得最大的建筑空间会扩大建筑空间，但是随着跨距的不断增加，柱承担的有效负载会增加，造成建筑结构不安全的情况。所以在实际工程中，建筑设计人员可以通过改变柱形式，比如采用双柱取代单柱，来增加柱子之间跨距。经过测试对比结果可以发现建筑结构跨距影响建筑结构内在动力，柱内剪力和顶板内弯矩都有所增加。地震波的作用主要是侧向负荷，轴力增加不明显，增加柱间跨距对整体地下车站位移、速度和加速度的影响是微不足道的。概括来说，跨距大小虽然对车站结构的动力响应没有明显的直接影响。但是，随着跨距的增加，结构内力显著增大。如果考虑竖向地震荷载作用，有可能产生危险内力。?

　　4.5 地震波因素的影响

　　地震波作为多种谐波的叠加，不同地震波的振幅、频率也是各不相同的，才外地震波在传播过程中会出现反射和折射现象，所以地表建筑在不同地震波影响下对地下车站的影响也有所差异。地震波输入不同对地下车站结构动力响应也是不同的。因此实际设计过程中，为确保分析结果的合理性和准确性，合理选择输入地震波是十分必要的。?

　　5. 结语?

　　本文构建了地表建筑——地下车站一体化的模型，并且通过相关软件验证得出地表建筑对地下车站的影响，当地表存在建筑的时候，地下车站对会在地震波的作用下发生相对位移。地表没有建筑物的时候，系统模型呈现对称型，结构动内力也呈对称特点。当地表存在建筑的时候，地下车站左右两侧动内力是不相同，靠近建筑物的车站结构幅度增加更为明显。如果建筑本身自振频率和地震波频率相似，那么地下车站受到的影响将会十分明显。

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　　参考文献?

　　［1］ 何伟，陈建云，于品卿.地下结构开发对场地地表反映谱影响研究［J］.地下空间与工程学报，2010.5(6):1098～1102.?

　　［2］ 杨林德.上海市地铁区间隧道和车站的地震灾害与防治对策研究［R］.上海:同济大学上海防灾救灾研究所，2009(12):29～30.?

　　［3］ 王国波.软土地铁车站结构三维地震响应计算理论与方法的研究［D］.上海:同济大学，2012.6(2):11～12.