摘要：地铁车站在正常荷载作用下要保证有足够的强度外，还需要确保在地震作用下足够安全。本文以某工程为背景，在地震荷载工况下采用等效静力法计算，并与静力组合工况进行比较。通过计算结果表明，在地震作用，其结构断面没有达到最大承载能力极限状态，仍然处于弹性工作状态进行结构设计时应对两种工况组合进行分析，确保结构抗震性能安全。
关键词： 地铁车站；抗震计算；等效静力法
引言
地铁车站工程结构静力荷载往往比较保守，再加上地震作用有土体的约束作用。因此，地下结构相对地面结构而言，其抗震性能和安全度都要优于地面结构。当前主要依据《城市轨道交通结构抗震设计规范》和《建筑抗震设计规范》进行结构设计，从构造措施方面进行加强。地铁车站遇地震而造成经济损失的有多例，如1995 年阪神地震将神户大开地铁车站的中柱垮塌造成地面塌陷。当前地铁车站抗震设计时，根据抗震性能要求采用反应位移法、反应加速度法等静力法，这种方法将随时间变化的地震力以等代静力地震荷载施加在地下结构上，并将其与其他工况荷载进行组合，则可由按静力计算方法分析地震作用下的结构动内力和合内力。当结构变形小，结构刚度大时，结构的惯性力起到支配作用，可近似采用等效静力法进行计算。
一、工程概况
某地铁车站主体建筑面积为10269m 2，车站结构总宽度为 23.35m，总高度 23.95m，一共三层。顶板厚度800mm，中板厚度 400mm，底板厚度 1000 mm，侧墙厚度800mm，中柱900mm×1200mm间距 8 m。车站采用明挖法施工。设计地震加速度值为0.05g，车站主体结构设计按使用年限 100年，抗震设防烈度为 6度，地下结构抗震等级为三级，车站结构按6 级人防设防；车站场地类别为Ⅲ类，为抗震一般地段。抗震设防目标主要是在E1地震作用下，其结构不破坏或轻微破坏，可以保证正常使用功能。在结构处于弹性工作阶段不会因为结构的变形而导致轨道的过大变形而影响行车安全。在E2地震作用下，结构可能会破坏，经修补，短期内应能恢复其正常使用功能，并允许结构局部进入弹塑性工作阶段。该车站结构简图见图 1。
二、车站结构抗震分析
按照《城市轨道交通结构抗震设计规范》和《建筑抗震设计规范》的结构设计规定，采用等效静力法进行抗震设计，对车站结构标准横断面的内力进行平面分析计算，地震作用工况荷载如图 2。
城市轨道交通的结构组合类型有很多，如永久荷载+可变荷载+地震荷载组合，永久荷载+人防荷载组合，永久荷载+可变荷载组合等，按照相关规范规定，其荷载组合系数见表1：
注：当可变荷载为有利荷载时，不算入荷载组合；永久荷载为有利荷载时，组合系数取 1.0；恒载控制的基本组合可变荷载组合系数取0.7，准永久组合可变荷载的准永久组合系数取 0.8。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）5.4节，对地震工况荷载进行荷载组合时设计值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。
在E2地震作用下，结构层间最大水平位移 0.0118m，最大层间位移角为 1/555，满足设计变形要求。
在E2地震作用下，结构内力见图1-3
根据上述计算结果进行结构横剖面承载力计算和裂缝宽度验算。经计算，计算截面的配筋均为裂缝宽度控制，其最大裂缝宽度限值迎土面 ≤0.2mm，背土面 ≤0.3mm，即满足静力工况下的裂缝要求时均满足地震工况下的承载力要求。
三、结束语
通过以上抗震分析得知，在E2震作用下，其结构断面还未达到最大承载能力极限状态，由于地铁车站结构裂缝控制较严，在某些设防烈度较低地区其地震荷载并非最不利控制荷载，但在7度以上抗震设防区，地震工况起控制作用，因此，在以后类似工程中应对静力和地震作用组合进行计算分析，才能确定结构最不利受力下的配筋结果。
参考文献：
[1]城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）.
[2]李雅.天津软土地区地铁车站结构抗震性能研究[D].天津城市建设学院，2012.
[3]李建波，陈健云，林利民.软土浅埋地铁车站地震响应的多因素影响分析[J].地下空间与工程学报，2009，02.
[4]吕立宁.地铁地下结构地震响应数值计算研究[D].西南交通大学，2011.
[5]宋林，孟昭博，吴敏哲，等．双层岛式地铁车站结构地震反应分析［J］． 世界地震工程，2010，26（2）：187－192
论文作者:林辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/6/6
标签：荷载论文; 结构论文; 组合论文; 静力论文; 车站论文; 工况论文; 地铁论文; 《基层建设》2018年第8期论文;