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摘要：地铁平台结构的隔震设计一直备受关注，科学合理的隔震结构设计能够减轻地铁系统平台的震动以及提高隔震效果，由于传统隔震效果造价成本高以及隔震能力等因素的影响不能满足现代地铁系统平台的要求，层间隔震结构形式作为新型的结构形式，能够较好的弥补传统隔震结构的不足以、解决竖向刚度突变以及减震效果明显等优势，在现在的地铁系统平台建设广泛应用。本文通过介绍层间隔震结构设计并通过仿真分析来解释层间隔震结构的抗震性能以及经济性分析，希望能够对从事该行业的人员提供一定的指导和帮助。
关键词：地铁 层间隔震 结构设计
引言：随着我国高新技术日新月异，综合经济实力得到了极大地提升，城市人口急剧增加，造成大城市的交通拥堵状况。为了缓解交通堵塞的问题，大城市内都建设地铁。为了缓解土地资源短缺，在地铁上方空间建设建筑物已经成为大城市发展的必选途径。所以选取科学合理的隔震结构至关重要，不仅影响地铁系统隔震效果、抗震能力以及正常运行，另一方面也影响着上方空间建筑的稳固性和安全性。基于传统隔震结构的特点，不能满足高层、超高层建筑以及对于上下结构刚度发生突变的建筑的建设需求，所以在现代的大城市传统隔震结构的发展有一定的局限性。层间隔震结构形式作为新型的隔震结构出现，首先它是将隔震装置放置在建筑物的某层或者楼板之间，一方面该结构能够减少由地面向上运动的力传递，减少上下层结构的振动效果；另一方面能够减少建设该隔震结构的成本造价和自身重量。层间隔震结构的引入能够很好的起到隔震效果，在广大城市的地铁系统建设中运用该隔震技术。本文将介绍层间隔震结构设计以及软件分析，旨在探讨层间隔震的减震效果，对比传统隔震结构的优点所在，希望对地铁系统平台的建设有一定的指导和帮助作用。
一、传统隔震结构
随着高新技术的日新月异，经济的飞速发展，极大地推动了基础建设。对于基础建设结构的安全性和抗震性，是人们关注的重点问题。根据国家相关规定，对于建筑物建设应具备抗震性能，以备发生地震时，建筑物结构能够具备一定的抗震能力。建筑物建设的隔震技术的应用由于具备巨大的经济效益和社会效益，备受广大建筑企业的关注，也成为重点研究的对象之一。下面将重点介绍传统隔震效果中的基础隔震结构。
基础隔震结构是通过上层结构和基础结构之间建设隔离层，以此来避免共振现象的发生、地震能量由下而上的传递，从而可以保证建筑物的安全和稳定效果。基础隔震结构的技术特点在于“能抗”，由于建筑物建设在地基之上，当地震发生时，上层建筑物就会发生一起运动，而上方建筑物所承受的能量要高于地面，所以地震作用的破坏力对于建筑物上部结构的更大一点，当超过上层建筑所“能抗”的最大承载力时，建筑物就会发生倾塌或者破坏等现象发生。
地铁作为大城市重要的交通，又由于大城市人口众多以及土地资源的贫瘠，地铁上盖开发也称为大城市发展的必选途径。地铁系统平台上方建设高层建筑物不仅要保证上方建筑物的安全、稳固，还有保证一定的隔震能力。地铁系统平台上盖建筑物的基础隔震结构设计就是增加台柱的横截面积来提高整体结构的抗震能力以及抗剪能力，通过转换层将上部的剪力传递到下部结构的柱网，但是整个框架结构设计下来所花的成本昂贵，而所起的作用并不是非常理想，隔震效果并不能达到理想要求，经济性差。所以将基础隔震结构应用在地铁系统平台上盖开发存在很大的局限性。
二、层间隔震结构
随着隔震技术的研究和发展，新型的隔震结构形式应运而生，层间隔震结构的出现，是将建筑物结构的上部和下部结构之间建设隔震层，与基础隔震相似，但又突破了基础隔震结构的局限。主要表现在层间隔震结构的隔震层位置的上移，在建筑物的中间位置设置了隔震层，不仅能够满足实际工程建设的需求，达到减震效果，还能够弥补基础隔震结构形式的不足。
层间隔震结构形式与基础隔震结构形式区别具体表现在：（1）可以适用于靠近腐蚀性海水地带，应用于近海地带工程建设，由于靠海工程或者沿江河工程，往往基础结构会被水体浸泡，会造成基础结构的腐蚀或者寿命缩短，利用层间隔震结构就可以提高隔震层设置位置，不受水体腐蚀作用，解决了基础隔震的不足之处；（2）可以应用于旧建筑机构的加固建设，还可以为加强旧建筑结构的抗震能力；（3）适用于地形复杂以及竖向刚度突变的建筑物建设，例如大城市中的底层商用上层住宅区的楼房以及地铁系统平台上盖建筑物的开发等，这类建筑物的特点在于上部结构和下部结构存在较大的竖向刚度突变，不宜用基础隔震结构，容易造成安全问题及隔震效果不理想，而采用层间隔震就可以轻松的化解此类问题；（4）能够降低建设工程的成本造价，降低自身结构的重量。
层间隔震结构形式应用于地铁系统平台上盖楼房建筑的开发，一方面已经有很多的实践案例，例如北京地铁八王坟车辆段；另一方面很多研究也对层间隔震结构形式进行了分析和探讨，以此来分析层间隔震结构形式的优越性和隔震效果理想化。
三、层间隔震结构设计的软件分析
结合实际实践案例对层间隔震结构设计进行分析，本文采用模型为一栋7层的地铁系统平台上盖建筑物开发过程。层间隔震结构模型参数如表一所示。
由于上部结构和下部结构存在这竖向刚度突变，将隔离层建设在大平台的顶层位置。根据相关要求选取支座的直径和性能参数，布置原则是将柱子的截面形心与隔震支座的形心重合。通过软件ETABS建立抗震结构模型和隔震结构模型，建筑物的梁柱结构选取梁单元进行模拟，建筑物的各层楼板用板单元进行模拟，建立空间模型如图一所示。在软件中设置相关参数，例如地震波参数，并求解，获取数据分析层间隔震结构形式的自振特性分析和地震响应分析。
通过整合隔震结构的各层间位移角倒数的数据，如表二所示，绘制出隔震结构在地震波下的层间位移量图，如图二所示，可以简明的分析地铁系统平台上盖建筑物的层间位移量，也可以说明层间隔震结构的平稳性和减震效果的优越性。
从表二和图二可以看出，层间隔震结构的水平变形大部分发生在隔震层，隔震层上部机构和下部机构的层间位移量很小，可以看出层间隔震结构的隔震效果很明显，有效降低了地震能量的传递。
四、结束语
综上所述，通过对比传统隔震结构和层间隔震结构形式，可以明显看出，层间隔震结构形式的优点所在。在我国地铁系统平台大力发展的时期，层间隔震结构能够更好的满足其安全、隔震、低成本的要求，也能更好地顺应现代地铁系统平台的发展态势。
参考文献
[1]尚泽宇,吴垠龙,张晓丹,周云.层间隔震在地铁车辆基地上盖开发中的应用[J].建筑结构,2017,47(08):98-101.
[2]丁永君,赵明阳,李进军.地铁上盖开发的层间隔震结构设计[J].建筑结构,2015,45(16):77-81.
论文作者:孙越
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/28
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