青岛地铁某地下车站结构抗震数值模拟计算分析

朱雯蕾 李宁

摘 要：为了研究地铁地下车站在地震荷载作用下的受力情况，以青岛地铁某明挖地下车站为例，通过静力法和时程分析法分别建立二维数值模型，对明挖地下车站标准断面的受力进行结构抗震性能模拟分析;对车站大里程端节点结构建立三维数值模型，进行结构抗震性能模拟分析。车站标准断面二维模拟计算结果表明，时程分析法与静力法 2 种计算方法得到的内力计算结果比较接近，顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制，顶板支座、中板支座、中板跨中受时程分析法控制，对比基本荷载组合、准永久荷载组合的内力及相应的配筋计算，地震荷载组合对车站结构各构件承载力并不起控制作用;大里程端节点结构三维模拟分析结果表明，车站结构各构件满足抗震设计要求。

关键词：地铁;地下车站;抗震;数值模拟

中图分类号：U23

0 引言

我国城市轨道交通以及城市地下空间规划利用迅速发展，预计到2020年末，城市地下结构数量增长迅速[1]。伴随着地下结构震害的频现[2]，地下结构的抗震性能分析和地下结构抗震性能提高日渐引起人们重视，各国学者对于地下结构在地震作用下的反应特性做了大量研究[3-9]，对于地下结构的抗震计算已成为地铁结构设计必需的一部分[10-16]。

为了研究地铁地下车站在地震荷载作用下的受力情况，本文利用通用有限元程序，以青岛地铁某明挖地下换乘车站为例，分别通过静力法和时程分析法建立二维数值模型进行明挖地下车站典型断面的各荷载工况下的受力计算，并对包含车站主体、兩侧风亭、2线的区间结构的车站大里程端节点结构建立三维数值模型，计算分析节点结构的抗震性能。

1 工程概况

青岛某地铁地下车站为2线平行换乘站，采用地下二层五柱六跨车站形式，为双岛四线车站，车站长282.0 m，宽45.0 m，设置4个出入口，4个风亭组，车站规模较大。车站标准段主体结构横剖面见图1，车站大里程节点处结构见图2。

车站场地为剥蚀残丘地貌，地形起伏较大，车站范围内穿越地层为素填土、强风化流纹岩、强风化流纹岩（砂土状碎裂岩）、中风化流纹岩、中风化流纹岩（块状碎裂岩）、微风化流纹岩、微风化流纹岩（碎裂状）;水位埋深0.60～8.10 m，稳定水位标高为-0.74～22.73 m，场地内地下水富水性差，水量贫乏。

车站场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1 g，建筑场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，地震动反应谱特征周期为0.40 s。

2 标准断面二维抗震计算

抗震设计中地震效应的计算方法有静力法、反应位移法、反应加速度法、时程分析方法等。本文综合

GB 50111-2006《铁路工程抗震设计规范》[17]和GB 50909-2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]的要求，分别采用静力法和时程分析方法进行抗震效应计算，并对结果进行对比分析。由于车站纵向尺寸较长，横向尺寸较小，标注断面可以简化为平面应变问题。

2.1 静力法计算

2.1.1 地震荷载

参照铁路隧道结构地震作用分析方法，地铁车站采用等效静力法进行地震作用分析，其地震作用工况荷载如图3所示，其中F1为侧墙自重惯性力，F2为顶板覆土自重（包括地面超载）惯性力;Pi为作用于各层板处惯性力;Δe为各点主动侧向土压力增量;Kv、Kh为地层弹簧系数。

根据《铁路工程抗震设计规范》[17]，可以分别计算出车站各板、侧墙的水平地震力以及由地震引起的主动侧向土压力增量。

2.1.2 组合荷载及模型

在地震荷载（图3）作用基础上，结构抗震计算中考虑荷载组合作用，组合荷载为：永久荷载+可变荷载+地震荷载。

利用MIDAS/CIVIL程序，采用“荷载-结构”模型，二衬采用二维梁单元模拟，梁单元宽度为单位宽度，梁高为实际衬砌厚度，围岩抗力采用弹簧单元模拟，主体结构按作用在弹性地基上的闭合框架结构进行计算分析。车站标准段主体结构静力法计算模型见图4。

2.1.3 计算结果

在组合荷载作用下结构内力计算结果如图5～图7所示，由图5～图7可见，结构外侧最大受力点位于底板侧墙支座，最大弯矩值为1 103 kN · m;结构内侧最大受力点位于底板和负二层侧墙跨中，最大弯矩值为434 kN · m。

2.2 时程法计算

2.2.1 计算参数

根据本地铁线路《工程场地地震安全性评价报告》（以下简称《安评报告》），车站计算50年超越概率为63%、10%、2% 3种概率水准的地表水平峰值加速度分别为55.8 cm/s2、106.4 cm/s2、193.5 cm/s2。本工程计算采用50年超越概率为10%的地面加速度反应谱和峰值加速度作为地震动时程合成的目标峰值和反应谱，《安评报告》提供的地震波峰值为1.06 m/s2，通过调整系数1.004保持其原有波形并将峰值提高到1.064 m/s2，由此得到地震反应分析所需的地震动时程曲线，如图8所示。

车站地表水平向峰值加速度和反应谱参数根据《安评报告》确定，土层剖面的土层分层厚度、土体性状描述以及土体的力学特性参数根据地勘报告确定。

2.2.2 计算模型

采用“地层-结构”模型进行时程分析，是把地震视为一个随时间变化的过程，并将地下结构物和周围土体介质视为共同受力变形的整体，通过直接输入地震加速度记录，在满足变形协调的前提下分别计算结构物和土体介质在各个时刻的位移、速度、加速度以及应变和内力，据以检算场地的稳定性[19]。

利用MIDAS/GTS软件，采用Mohr-Coulomb土体本构模型，进行时程法计算分析。计算模型边界采用阻尼弹簧模拟地基的粘-弹性边界弹性性能，车站主体标准段计算模型如图9所示。

2.2.3 标准段结构计算

（1）位移计算结果。在模型中输入《安评报告》提供的50年超越概率为10%的地震动时程（图8）进行动力时程法分析，得出车站结构的最大水平位移云图，见图10。由图10可见，结构最大相对位移为18.52 mm，顶板位移大于底板位移，且结构位移由底到顶为连续性增大。选择模型中侧墙处顶板和底板的监测点，得到其相对位移的动力时程曲线见图11。由图11可见，顶底板相对位移变化趋势与地震力变化趋势一致，且顶底板相对位移最大值为1.34 mm。

（2）内力计算结果。根据时程法得出的结构位移时程曲线，以结构底板的绝对位移作为基准，通过反应位移法计算得到地震动作用下结构的相对水平位移峰值，即底板位移取为零，顶板最大位移为1.34 mm，如图12所示。在模型中将最大相对位移值施加在结构节点上，即可得到水平地震力作用下的结构内力值，计算的内力值与结构自重、水土压力等静力荷载下的内力进行组合叠加，最终得出地震荷载下的结构内力设计值，如图13～图15所示。由图13～图15可见，结构外侧最大受力点位于底板侧墙支座，最大弯矩值为1 094 kN · m;结构内侧最大受力点位于底板和负二层侧墙跨中，最大弯矩值为430 kN · m。

2.3 结构抗震计算结果对比分析

根据上述静力法和时程法的内力计算结果，选取结构典型断面位置，对2种不同地震工况内力计算方法所得结果进行对比分析，分析结果如表1所示。由表1分析可以得出如下结论。

（1）時程法与静力法

2种计算方法除个别点以外，内力计算结果比较接近。

（2）顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制，顶板支座、中板支座、中板跨中受时程法控制，符合类似地层中其他车站的计算结论。

（3）时程法与静力法2种方法计算结果有所区别，这主要是由于2种计算方法在位移计算、模型边界约束及弹簧布置等方面有所不同导致。

2.4 抗震性能检算

2.4.1 承载力检算

根据GB 50111-2006《建筑抗震设计规范》[17]，对地震工况荷载进行组合荷载设计时还需考虑承载力抗震调整系数γRE，抗震墙等构件调整系数按0.85考虑。根据地震组合荷载的内力包络值进行承载力配筋，与构件极限承载力和裂缝控制的实际配筋进行比较，其结果见表2。经过表2分析比较基本荷载组合、准永久荷载组合、地震荷载组合的内力及相应的配筋计算，车站结构各构件的控制组合为基本荷载组合与准永久荷载组合共同控制，地震组合荷载并不起控制作用，承载力满足抗震要求。

2.4.2 变形检算

由地震工况下车站结构变形云图（图10）可知，结构整体变形近似线性变化，结构传力途径简捷、明确，竖向构件连续贯通，无结构薄弱部分;根据标准断面时程分析计算，结构层间位移角为1 / 9 977，小于GB 50909-2014 《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]规定的钢筋混凝土矩形断面结构弹塑性层间位移角限值1/250，结构能够满足抗震变形要求。

3 特殊节点结构三维抗震计算

计算车站为2线地铁线路平行换乘车站，车站设4组

风亭与主体端头连接，根据地铁线路的《安评报告》及GB 50909-2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]，需要检验算罕遇地震工况下车站典型节点位置的结构抗震性能，其中大里程端节点结构由车站端墙、2个区间线暗挖区间隧道、2组风亭组与车站主体衔接节点组成，结构异形程度较高，为此采用MIDAS/GTS来建立三维数值模型。

3.1 三维计算模型

考虑到结构特点，本次计算采用“地层-结构”模型模拟，建立模型如图16、图17所示。模型底部水平方向施加地震动的加速度荷载，考虑到主体与风道衔接是潜在的结构切向最薄弱点的方向，在进行三维时程分析时，时程加速度主方向为x，y、z分别为次、再次方向，3个方向加速度峰值比例为1 ： 0.85 ： 0.65。土体采用实体单元，结构采用壳单元进行模拟。

3.2 时程分析参数输入

地震加速度采用山东省地震工程研究院提供的地震加速度时程曲线（图18），峰值加速度取212.2 m/s2进行结构抗震性能验算。

3.3 计算结果及分析

通过计算，得到车站大里程端节点结构主方向x向最大水平位移云图如图19所示，车站大里程处顶板和底板的相对位移时程如图20所示，车站大里程节点结构变形缝处结构的相对位移时程如图21～22所示。

由图19可见，在罕遇地震波下，车站结构位移由下向上逐渐增大，结构最大位移发生在出地面的风亭通风口，车站结构板变形由侧墙向中间逐渐增大;由图20可见，车站顶板和底板结构的最大相对位移为5.49 mm，最大层间位移角发生在地下一层，层间位移3.1 mm，层间位移角为1 / 2 020，小于规范规定的混凝土结构弹塑性层间位移角限值1 / 250，结构能够满足抗震要求。

从图21～22中可以看出，车站主体与风亭组变形缝处的最大相对位移为1.01 mm，区间结构变形缝处的最大相对位移为0.41 mm。因此，在设计地震作用下车站的差异变形量不大，能满足抗震中“经一般修理后仍可继续使用”的要求。

4 结论

（1）通过静力法和时程法对明挖地下车站典型断面的各荷载工况下的受力计算，2种计算方法除个别点以外，内力计算结果比较接近;顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制，顶板支座、中板支座、中板跨中时程法控制。

（2）比较基本荷载组合、准永久荷载组合、地震组合荷载的内力及相应的配筋计算，地震组合荷载对车站结构各构件并不起控制作用。

（3）通过对车站大里程端的主体端头、两侧风亭、两线的区间结构节点建立三维数值模型，计算分析大里程端节点结构的抗震性能，可以得出车站结构各构件满足抗震设计要求。

参考文献

[1] 梅建萍. 结合政策法规解读我国城市轨道交通的发展历程[J]. 城市轨道交通研究，2019，22（3）.

[2] 于翔，陈启亮，赵跃堂，等. 地下结构抗震研究方法及其现状[J].解放军理工大学学报（自然科学版），2000（5）.

[3] 洑旭江，常素萍，陈国兴. 地下结构地震反应分析拟静力法与动力非线性时程法的比较[J]. 地震工程与工程振动，2016，36（1）.

[4] 刘晶波，李彬，刘祥庆. 地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法[J]. 土木工程学报，2007（7）.

[5] 刘如山，胡少卿，石宏彬. 地下结构抗震计算中拟静力法的地震荷载施加方法研究[J]. 岩土工程学报，2007（2）.

[6] 刘晶波，王文晖，赵冬冬，等. 复杂断面地下结构地震反应分析的整体式反应位移法[J]. 土木工程学报，2014，47（1）.

[7] 毕继红，张鸿，邓芃.基于耦合分析法的地铁隧道抗震研究[J].岩土力学，2003（5）.

[8] 周川，焦玉勇，张国华，等. 等效线性方法在地铁车站抗震分析中的应用[J]. 地下空间与工程学报，2015，11（增2）.

[9] 庄海洋，任佳伟，王瑞，等. 两层三跨框架式地铁地下车站结构弹塑性工作状态与抗震性能水平研究[J]. 岩土工程学报，2019，41（1）.

[10] 江虹，郭旺. 地铁车站抗震设计三维时程分析研究[J]. 建筑·建材·装饰，2018（7）.

[11] 吕娇娇，赵子乾. 天津地铁10号线典型车站结构抗震分析[J]. 铁道工程学报，2015，32（10）.

[12] 龙喜安. 佛山地铁魁奇路地下换乘站抗震性能分析[J]. 城市轨道交通研究，2018，21（3）.

[13] 郝志宏，叶英华，刘运亮，等. 基于ANSYS的北京某明挖地铁车站抗震分析[J]. 工业建筑，2009，39（增1）.

[14] 李美群. 地铁换乘车站结构抗震性能数值模拟分析[J]. 天津建设科技，2018，28（4）.

[15] 张金伟. 不同计算方法在暗挖地铁车站抗震设计中的应用研究[J]. 中国勘察设计，2019（5）.

[16] 閤东东，苗启松，金鹏. 地震作用下某明挖地铁站三维动力时程分析[J]. 岩土工程学报，2012，34（增1）.

[17] GB 50111-2006 铁路工程抗震设计规范[S]. 2006.

[18] GB 50909-2014 城市轨道交通结构抗震设计规范[S]. 2014.

[19] 王立新. 地铁盾构隧道与矿山法隧道接口段抗震计算研究[J]. 铁道标准设计，2017，61（3）.

[20] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S]. 2010.

收稿日期 2019-07-03

责任编辑 朱开明

0 引言

我国城市轨道交通以及城市地下空间规划利用迅速发展，预计到2020年末，城市地下结构数量增长迅速[1]。伴随着地下结构震害的频现[2]，地下结构的抗震性能分析和地下结构抗震性能提高日渐引起人们重视，各国学者对于地下结构在地震作用下的反应特性做了大量研究[3-9]，对于地下结构的抗震计算已成为地铁结构设计必需的一部分[10-16]。

为了研究地铁地下车站在地震荷载作用下的受力情况，本文利用通用有限元程序，以青岛地铁某明挖地下换乘车站为例，分别通过静力法和时程分析法建立二维数值模型进行明挖地下车站典型断面的各荷载工况下的受力计算，并对包含车站主体、两侧风亭、2线的区间结构的车站大里程端节点结构建立三维数值模型，计算分析节点结构的抗震性能。

1 工程概况

青岛某地铁地下车站为2线平行换乘站，采用地下二层五柱六跨车站形式，为双岛四线车站，车站长282.0 m，宽45.0 m，设置4个出入口，4个风亭组，车站规模较大。车站标准段主体结构横剖面见图1，车站大里程节点处结构见图2。

车站场地为剥蚀残丘地貌，地形起伏较大，车站范围内穿越地层为素填土、强风化流纹岩、强风化流纹岩（砂土状碎裂岩）、中风化流纹岩、中风化流纹岩（块状碎裂岩）、微风化流纹岩、微风化流纹岩（碎裂状）;水位埋深0.60～8.10 m，稳定水位标高为-0.74～22.73 m，场地内地下水富水性差，水量贫乏。

车站场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1 g，建筑场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，地震动反应谱特征周期为0.40 s。

2 标准断面二维抗震计算

抗震设计中地震效应的计算方法有静力法、反应位移法、反应加速度法、时程分析方法等。本文综合

GB 50111-2006《铁路工程抗震设计规范》[17]和GB 50909-2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]的要求，分别采用静力法和時程分析方法进行抗震效应计算，并对结果进行对比分析。由于车站纵向尺寸较长，横向尺寸较小，标注断面可以简化为平面应变问题。

2.1 静力法计算

2.1.1 地震荷载

参照铁路隧道结构地震作用分析方法，地铁车站采用等效静力法进行地震作用分析，其地震作用工况荷载如图3所示，其中F1为侧墙自重惯性力，F2为顶板覆土自重（包括地面超载）惯性力;Pi为作用于各层板处惯性力;Δe为各点主动侧向土压力增量;Kv、Kh为地层弹簧系数。

根据《铁路工程抗震设计规范》[17]，可以分别计算出车站各板、侧墙的水平地震力以及由地震引起的主动侧向土压力增量。

2.1.2 组合荷载及模型

在地震荷载（图3）作用基础上，结构抗震计算中考虑荷载组合作用，组合荷载为：永久荷载+可变荷载+地震荷载。

利用MIDAS/CIVIL程序，采用“荷载-结构”模型，二衬采用二维梁单元模拟，梁单元宽度为单位宽度，梁高为实际衬砌厚度，围岩抗力采用弹簧单元模拟，主体结构按作用在弹性地基上的闭合框架结构进行计算分析。车站标准段主体结构静力法计算模型见图4。

2.1.3 计算结果

在组合荷载作用下结构内力计算结果如图5～图7所示，由图5～图7可见，结构外侧最大受力点位于底板侧墙支座，最大弯矩值为1 103 kN · m;结构内侧最大受力点位于底板和负二层侧墙跨中，最大弯矩值为434 kN · m。

2.2 时程法计算

2.2.1 计算参数

根据本地铁线路《工程场地地震安全性评价报告》（以下简称《安评报告》），车站计算50年超越概率为63%、10%、2% 3种概率水准的地表水平峰值加速度分别为55.8 cm/s2、106.4 cm/s2、193.5 cm/s2。本工程计算采用50年超越概率为10%的地面加速度反应谱和峰值加速度作为地震动时程合成的目标峰值和反应谱，《安评报告》提供的地震波峰值为1.06 m/s2，通过调整系数1.004保持其原有波形并将峰值提高到1.064 m/s2，由此得到地震反应分析所需的地震动时程曲线，如图8所示。

车站地表水平向峰值加速度和反应谱参数根据《安评报告》确定，土层剖面的土层分层厚度、土体性状描述以及土体的力学特性参数根据地勘报告确定。

2.2.2 计算模型

采用“地层-结构”模型进行时程分析，是把地震视为一个随时间变化的过程，并将地下结构物和周围土体介质视为共同受力变形的整体，通过直接输入地震加速度记录，在满足变形协调的前提下分别计算结构物和土体介质在各个时刻的位移、速度、加速度以及应变和内力，据以检算场地的稳定性[19]。

利用MIDAS/GTS软件，采用Mohr-Coulomb土体本构模型，进行时程法计算分析。计算模型边界采用阻尼弹簧模拟地基的粘-弹性边界弹性性能，车站主体标准段计算模型如图9所示。

2.2.3 标准段结构计算

（1）位移计算结果。在模型中输入《安评报告》提供的50年超越概率为10%的地震动时程（图8）进行动力时程法分析，得出车站结构的最大水平位移云图，见图10。由图10可见，结构最大相对位移为18.52 mm，顶板位移大于底板位移，且结构位移由底到顶为连续性增大。选择模型中侧墙处顶板和底板的监测点，得到其相对位移的动力时程曲线见图11。由图11可见，顶底板相对位移变化趋势与地震力变化趋势一致，且顶底板相对位移最大值为1.34 mm。

（2）内力计算结果。根据时程法得出的结构位移时程曲线，以结构底板的绝对位移作为基准，通过反应位移法计算得到地震动作用下结构的相对水平位移峰值，即底板位移取为零，顶板最大位移为1.34 mm，如图12所示。在模型中将最大相对位移值施加在结构节点上，即可得到水平地震力作用下的结构内力值，计算的内力值与结构自重、水土压力等静力荷载下的内力进行组合叠加，最终得出地震荷载下的结构内力设计值，如图13～图15所示。由图13～图15可见，结构外侧最大受力点位于底板侧墙支座，最大弯矩值为1 094 kN · m;结构内侧最大受力点位于底板和负二层侧墙跨中，最大弯矩值为430 kN · m。

2.3 结构抗震计算结果对比分析

根据上述静力法和时程法的内力计算结果，选取结构典型断面位置，对2种不同地震工况内力计算方法所得结果进行对比分析，分析结果如表1所示。由表1分析可以得出如下结论。

（1）时程法与静力法

2种计算方法除个别点以外，内力计算结果比较接近。

（2）顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制，顶板支座、中板支座、中板跨中受时程法控制，符合类似地层中其他车站的计算结论。

（3）时程法与静力法2种方法计算结果有所区别，这主要是由于2种计算方法在位移计算、模型边界约束及弹簧布置等方面有所不同导致。

2.4 抗震性能检算

2.4.1 承载力检算

根据GB 50111-2006《建筑抗震设计规范》[17]，对地震工况荷载进行组合荷载设计时还需考虑承载力抗震调整系数γRE，抗震墙等构件调整系数按0.85考虑。根据地震组合荷载的内力包络值进行承载力配筋，与构件极限承载力和裂缝控制的实际配筋进行比较，其结果见表2。经过表2分析比较基本荷载组合、准永久荷载组合、地震荷载组合的内力及相应的配筋计算，车站结构各构件的控制组合为基本荷载组合与准永久荷载组合共同控制，地震组合荷载并不起控制作用，承载力满足抗震要求。

2.4.2 变形检算

由地震工况下车站结构变形云图（图10）可知，结构整体变形近似线性变化，结构传力途径简捷、明确，竖向构件连续贯通，无结构薄弱部分;根据标准断面时程分析计算，结构层间位移角为1 / 9 977，小于GB 50909-2014 《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]规定的钢筋混凝土矩形断面结构弹塑性层间位移角限值1/250，結构能够满足抗震变形要求。

3 特殊节点结构三维抗震计算

计算车站为2线地铁线路平行换乘车站，车站设4组

风亭与主体端头连接，根据地铁线路的《安评报告》及GB 50909-2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》[18]，需要检验算罕遇地震工况下车站典型节点位置的结构抗震性能，其中大里程端节点结构由车站端墙、2个区间线暗挖区间隧道、2组风亭组与车站主体衔接节点组成，结构异形程度较高，为此采用MIDAS/GTS来建立三维数值模型。

3.1 三维计算模型

考虑到结构特点，本次计算采用“地层-结构”模型模拟，建立模型如图16、图17所示。模型底部水平方向施加地震动的加速度荷载，考虑到主体与风道衔接是潜在的结构切向最薄弱点的方向，在进行三维时程分析时，时程加速度主方向为x，y、z分别为次、再次方向，3个方向加速度峰值比例为1 ： 0.85 ： 0.65。土体采用实体单元，结构采用壳单元进行模拟。

3.2 时程分析参数输入

地震加速度采用山东省地震工程研究院提供的地震加速度时程曲线（图18），峰值加速度取212.2 m/s2进行结构抗震性能验算。

3.3 计算结果及分析

通过计算，得到车站大里程端节点结构主方向x向最大水平位移云图如图19所示，车站大里程处顶板和底板的相对位移时程如图20所示，车站大里程节点结构变形缝处结构的相对位移时程如图21～22所示。

由图19可见，在罕遇地震波下，车站结构位移由下向上逐渐增大，结构最大位移发生在出地面的风亭通风口，车站结构板变形由侧墙向中间逐渐增大;由图20可见，车站顶板和底板结构的最大相对位移为5.49 mm，最大层间位移角发生在地下一层，层间位移3.1 mm，层间位移角为1 / 2 020，小于规范规定的混凝土结构弹塑性层间位移角限值1 / 250，结构能够满足抗震要求。

从图21～22中可以看出，车站主体与风亭组变形缝处的最大相对位移为1.01 mm，区间结构变形缝处的最大相对位移为0.41 mm。因此，在设计地震作用下车站的差异变形量不大，能满足抗震中“经一般修理后仍可继续使用”的要求。

4 结论

（1）通过静力法和时程法对明挖地下车站典型断面的各荷载工况下的受力计算，2种计算方法除个别点以外，内力计算结果比较接近;顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制，顶板支座、中板支座、中板跨中时程法控制。

（2）比较基本荷载组合、准永久荷载组合、地震组合荷载的内力及相应的配筋计算，地震组合荷载对车站结构各构件并不起控制作用。

（3）通过对车站大里程端的主体端头、两侧风亭、两线的区间结构节点建立三维数值模型，计算分析大里程端节点结构的抗震性能，可以得出车站结构各构件满足抗震设计要求。

参考文献

[1] 梅建萍. 结合政策法规解读我国城市轨道交通的发展历程[J]. 城市轨道交通研究，2019，22（3）.

[2] 于翔，陈启亮，赵跃堂，等. 地下结构抗震研究方法及其现状[J].解放军理工大学学报（自然科学版），2000（5）.

[3] 洑旭江，常素萍，陈国兴. 地下结构地震反应分析拟静力法与动力非线性时程法的比较[J]. 地震工程与工程振动，2016，36（1）.

[4] 刘晶波，李彬，刘祥庆. 地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法[J]. 土木工程学报，2007（7）.

[5] 刘如山，胡少卿，石宏彬. 地下结构抗震计算中拟静力法的地震荷载施加方法研究[J]. 岩土工程学报，2007（2）.

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收稿日期 2019-07-03

责任编辑 朱开明

Numerical simulation analysis of seismic resistance of a Qingdao subway station structure

Zhu Wenlei， Li Ning

Abstract： In order to study the stress of underground subway station under the effect of seismic load， taking an cut & cover underground subway station in Qingdao as an example， two-dimensional numerical model is established by static method and time domain analysis method respectively to simulate the structural seismic performance of the standard section of cut & cover underground station， and a three-dimensional numerical model is established for the interface structure of outbound end of the station to carry out the structural seismic performance analysis and seismic performance simulation analysis. The two-dimensional simulation results of the station standard section show that the internal forces calculated by the time domain analysis method and the static method are relatively similar. The calculation results of the roof midspan， the plate support， the plate midspan， the side wall support and the side wall midspan are all controlled by the static method. The roof support， the middle plate support and the middle plate midspan are controlled by the response displacement method. Compared with the basic load combination and the quasi permanent method， the internal force of the load combination and the corresponding reinforcement calculation， the seismic load combination has no control effect on the bearing capacity calculation of each component of the station structure. The three-dimensional simulation analysis results of the outbound end interface show that each component of the station structure meets the seismic design requirements.

Keywords： subway， underground station， seismic resistance， numerical simulation