考虑土-结构相互作用的交通综合体地震响应规律研究

摘要

以公共交通为导向的开发模式(transit-oriented development, TOD)已在多地推广，其体量大、结构复杂，抗震问题突出且分析难度大。为了解决超大规模复合型地下空间与地上建筑集群一体化建模与非线性动力时程分析效率低的问题，提出了一种高效且精准的有限元转换建模方法，实现针对大规模土-结构相互作用系统非线性动力显式方法在多GPU上的并行计算。首先，以北京轨道交通1号线支线云岗站作为研究对象，建立土-结构相互作用的交通综合体结构有限元模型；其次，分别选取E2地震作用(50年超越概率2%)和E3地震作用(50年超越概率2%)下的3组地震动，对其进行设防地震作用下综合体结构动力弹性时程分析和罕遇地震作用下综合体结构动力弹塑性时程分析；最后，与设计规范进行对比并总结了其地震响应规律。结果表明：设防地震作用下，地下室结构最大弹性层间位移角为1/1 291,小于弹性层间位移角限值1/800;罕遇地震作用下最大弹塑性层间位移角为1/384,小于弹塑性层间位移角限值1/250;地震工况组合后的结构墙柱轴压比最大值为0.717,柱轴压比限值为0.85,即车站主体结构的结构柱轴压比均满足规范要求；在E3罕遇地震弹塑性时程分析中，轻度损伤及以下构件占比98.88%,表明车站主体结构在罕遇地震作用下安全富余度高。

关键词

交通综合体 / 非线性时程分析 / 土-结构相互作用 / 多GPU并行 / 层间位移角