基于IDA的“站橋合一”小型高鐵車站抗震性能評估——以天津南站為例.pdf

1、中國目前是世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運營速度最高、在建規(guī)模最大的國家。“站橋合一”式車站結構將建筑結構和橋梁結構結合在一起，其開闊的空間和多元化的功能形式得到越來越多的應用。目前國內外對“站橋合一”式車站結構的震災機理、破壞模式及抗震設計和分析的研究尚處于初步階段。高鐵車站結構的抗震性能評估多以位移單一指標作為結構失效判別準則，未考慮結構能量耗散機理，且未形成對高鐵車站結構破壞機理和倒塌機制的深入

2、認識。抗震性能設計的目標不夠細化，相應驗算指標仍不明確，缺乏對中、小型車站結構體系的地震災害風險分析。本文以天津南站為研究對象，通過建立三維有限元分析模型，對結構進行了地震響應分析，進而對該種結構的抗震性能進行評估。本論文的主要研究工作如下:
　　(1)采用Midas/Gen軟件，建立結構有限元模型，分別對整體結構和典型墩柱進行增量動力分析(IDA)，得到了各極限狀態(tài)下的性態(tài)點，研究了單個構件與整體結構性能指標間的關系;通過變換地

3、震強度指標IM，得到了對應的各性態(tài)點值;同時給出了結構在各極限狀態(tài)下墩頂位移的限值，以便設計時參考和校核。結果表明單個構件和整體結構IDA曲線變化趨勢一致，各性態(tài)點值與整體結構對應值比較接近，可用通過對典型墩柱的抗震分析評估、驗證整體結構的抗震性能。
　　(2)基于IDA的分析結果，對整體結構和典型墩柱進行了基于位移的地震易損性分析，繪制了易損性曲線，并給出了易損性曲線的擬合方程;分析了三水準下結構的抗震性能，并引入抗倒塌儲備系數(shù)

4、CMR進行抗倒塌評估。結果表明以最大層間位移角為性能值標時，算例結構在7度(0.15g)地震作用下抗震性能良好，在特大地震下也具有良好的抗倒塌能力。
　　(3)引入考慮損傷耗能的Park-Ang雙參數(shù)破壞準則，并建立了基于損傷的模型;詳細分析了各參數(shù)的取值和能量項占整個損傷指標的比例，計算了結構在各極限狀態(tài)下的損傷指標，并與Park提出的損傷等級分類進行了比較;同時分析了基于Park-Ang損傷指標的地震易損性和抗倒塌性能，并與基