（2）地震主动侧向土压力

地震动土压力系数则有

地震主动侧向土压力梯形荷载的上底e1=3×9.0×0.32=8.64kPa

地震主动侧向土压力梯形荷载的下底e2=23.5×9.0×0.32=67.68kPa

2.2 反应位移法地震荷载计算

1）弹簧支座点位移及等效地震荷载计算

根据

式中——地震时深度z处土层的水平位移(m)；z——深度(m)；umax——场地地表最大位移；H——地面至地震作用基准面的距离(m)。

场地地表最大位移取Ⅱ类场地条件下，设计基本加速度0.0795g对应设计地震动峰值位移umax=0.05m。根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》本站地面至地震作用基准面的距离H取65m计算，此深度处的地层波速满足大于500m/s的要求。

2）剪切力计算

采用反应谱法计算土层位移，通过土层位移微分确定土层应变，最终通过物理关系计算土层剪力。将地震摩擦力沿深度变化假设为正弦函数，可计算出地震摩擦力。

由

其中，为土层密度，为土层等效剪切波速。Gd—动剪切模量；—场地地表最大位移；z—计算点深度（m）；H—基准面深度（m）；

可得：作用于结构顶板剪切力标准值τU=8.36kN/m；结构底板剪切力标准值τB=54.93kN/m；结构侧墙剪切力标准值τs=(τU+τB)/2=31.645kN/m。

3）惯性力计算

据《城市轨道交通抗震设计规范》（GB-2014）6.6.3-2，结构上的水平地震力按下式计算：

fi——结构i单元上作用的惯性力（kN）；mi——结构i单元的质量（kg）；——地下结构顶底板位置处自由土层发生最大相对位移时刻，自由土层对应于结构i单元的位置处的加速度(m/s2)。加速度按安评报告选取地面峰值加速度为77.88 cm/s2；单位（kN/m）

顶板地震惯性力标准值：

负一楼板地震惯性力标准值：F楼hE＝0.7788×0.4×1×2.5＝0.7788

负二楼板地震惯性力标准值：F楼hE＝0.7788×0.7×1×2.5＝1.3629

底板地震惯性力标准值：

侧墙地震惯性力标准值：

柱子地震惯性力标准值：

2.3 计算结果对比及分析

采用有限元软件sap2000对横剖面建立有限元模型，按静力工况、惯性力法地震工况和反应位移法地震工况分别进行计算，得到结构内力值如表1所示：

注：上表中差值比=（反应位移法计算值-惯性力法计算值）÷惯性力法计算值

由上表可知：（1）车站顶、底板、侧墙和中柱弯矩值，反应位移法计算值均比惯性力法计算值大15%～20%，车站顶、底板、侧墙和中柱剪力值，反应位移法计算值均比惯性力法计算值大9%～16%。说明该车站在地震作用下，土体变形引起的结构地震反应相对车站自身惯性力引起的结构地震反应更大，车站结构抗震验算采用土体变形等效即反应位移法更加合适。（2）车站顶、底板、侧墙和中柱轴力值，反应位移法计算值与惯性力法计算值比较相差均不大。说明地震作用简化为土体变形作用或结构惯性力对结构轴力影响均不大，即采用惯性力法和反应位移法均合适。

三、结语

惯性力法和反应位移法均为实用地铁抗震验算方法，惯性力法将地震作用简化为车站自身惯性力，反应位移法将地震作用简化为土体变形。由本文工程实例计算结果可知，当车站结构自重相对周围土层重量大很多时，即地震作用下结构惯性力起控制作用时，采用惯性力法比较适合，而当车站结构自重相对周围土层重量相差不大时，地震作用下周围土体变形起控制左右时，采用反应位移法比较合适。

文章来源：《中国实用医药》 网址: http://www.zgsyyyzzs.cn/qikandaodu/2021/0210/769.html