GB 50909-2014 城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范 （完整版）
1 總 則
1.0.1 為了在城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)，保證質(zhì)量，制定本規(guī)范。
1.0.2 本規(guī)范適用于新建、改建城市軌道交通結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。
1.0.3 抗震設(shè)防地區(qū)的城市軌道交通結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行抗震設(shè)計。
1.0.4 抗震設(shè)防采用的地震動參數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306執(zhí)行；已進(jìn)行工程場地地震安全性評價的，應(yīng)按審批結(jié)果取值。
1.0.5 城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語和符號
2.2 符 號
a——梁端的支承長度；
ah——橋墩(臺)頂端反應(yīng)絕對加速度最大值；
ai——第i層土單元水平有效慣性加速度；
amax——地表水平向設(shè)計地震動峰值加速度；
amaxⅡ——Ⅱ類場地設(shè)計地震動峰值加速度值；
ce——土層液化影響折減系數(shù)；
d——覆蓋土層厚度，土層沿隧道與地下車站縱向的計算長度，承臺質(zhì)心處的地震反應(yīng)位移，地基彈簧影響長度；
d0——計算深度，液化土特征深度；
db——基礎(chǔ)埋置深度；
dd——承臺質(zhì)心處的設(shè)計容許位移；
deq——結(jié)構(gòu)整體屈服點對應(yīng)的水平位移；
di——計算深度范圍內(nèi)第i層土的厚度，i點所代表的土層厚度；
ds——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點深度；
du——上覆蓋非液化土層厚度；
dw——地下水位深度；
fa——深寬修正后的地基承載力特征值；
faE——調(diào)整后的地基承載力；
fak——由荷載試驗等方法得到的地基承載力特征值；
fi——結(jié)構(gòu)i單元上作用的慣性力；
Feq——結(jié)構(gòu)整體屈服點對應(yīng)的水平荷載；
Fh——支座水平地震力；
FL——土層的液化抵抗率；
hi——第i層土單元的厚度；
IIE——液化指數(shù)；
k——壓縮或剪切地基彈簧剛度；
K——基床系數(shù)，構(gòu)件極限塑性轉(zhuǎn)角的安全系數(shù)；
Keq——等效剛度；
kh——結(jié)構(gòu)側(cè)壁壓縮地基彈簧剛度；
kl——沿隧道縱向側(cè)壁剪切地基彈簧剛度；
kn——圓形結(jié)構(gòu)側(cè)壁壓縮地基彈簧剛度；
ks——圓形結(jié)構(gòu)側(cè)壁剪切地基彈簧剛度；
ksh——結(jié)構(gòu)側(cè)壁剪切地基彈簧剛度；
ksv——結(jié)構(gòu)頂?shù)装寮羟械鼗鶑椈蓜偠龋?br/> kt——沿隧道縱向側(cè)壁拉壓地基彈簧剛度；
kv——結(jié)構(gòu)頂?shù)装鍓嚎s地基彈簧剛度；
Kv——豎向地震動峰值加速度與水平向峰值加速度比值；豎向基床系數(shù)；
li——計算橋墩處兩側(cè)跨徑；
L——垂直于結(jié)構(gòu)橫向的計算長度；
Lp——塑性鉸長度；
mi——結(jié)構(gòu)i單元的質(zhì)量；
Meq——等效質(zhì)量；
Mp——橋墩質(zhì)量；
Ms——上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量；
Mu——構(gòu)件截面極限彎矩；
Mv——等效列車質(zhì)量；
My——構(gòu)件截面等效屈服彎矩；
n——計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)，在判別深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗點的總數(shù)；
N——上部結(jié)構(gòu)重力在支座上產(chǎn)生的反力；
N0——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值；
N1——場地土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實測值；
Ncr——判別標(biāo)準(zhǔn)貫入液化錘擊數(shù)臨界值；
Ncri——i點液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；
Ni——i點標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實測值；
p——地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力；
pmax——地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)邊緣最大壓力；
R——需要計算的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計值；
RD——地震作用下支座的水平地震力；
Re——復(fù)數(shù)的實部；
RH——永久荷載作用下支座的水平力；
Ri——第i振型反應(yīng)；
Rj——第j振型反應(yīng)；
Rmax——支座水平抗力值；
Rt——包括地震力效應(yīng)的支座的水平力效應(yīng)組合值；
RX——X方向地震動作用對同一反應(yīng)量的貢獻(xiàn)；
RY——Y方向地震動作用對同一反應(yīng)量的貢獻(xiàn)；
RZ——Z方向地震動作用對同一反應(yīng)量的貢獻(xiàn)；
Rμ——折減系數(shù)；
S——反應(yīng)譜值，結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合設(shè)計值；
t——剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間；
T——結(jié)構(gòu)自振周期；
T0——場地相關(guān)特征周期參數(shù)；
Ti——第i振型的自由振動周期；
Tj——第j振型的自由振動周期；
Teq——結(jié)構(gòu)等效周期；
Tg——場地設(shè)計地震動加速度反應(yīng)譜特征周期；
u(z)——深度z處自由土層地震反應(yīng)位移；
u(zB)——結(jié)構(gòu)底部深度zB處的自由土層地震反應(yīng)位移；
u＇(z)——深度z處相對于結(jié)構(gòu)底部的自由土層相對位移；
umax——地表水平向設(shè)計地震動峰值位移；
u maxⅡ——Ⅱ類場地設(shè)計地震動峰值位移；
——地下結(jié)構(gòu)頂?shù)装逦恢锰幾杂赏翆影l(fā)生最大相對位移時刻，自由土層對應(yīng)于結(jié)構(gòu)i單元位置處的加速度；
vs——巖土等效剪切波速；
vse——場地土層等效剪切波速；
vsi——計算深度范圍內(nèi)第i層土的剪切波速；
Vmu——構(gòu)件達(dá)到截面等效屈服彎矩時的剪力；
Vcd——混凝土設(shè)計剪切抗力；
Vsd——鋼骨設(shè)計剪切抗力；
Vwd——鋼筋設(shè)計剪切抗力；
Vyd——設(shè)計剪切抗力；
W——隧道橫向平均寬度或直徑；
Wi——i土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值，支座所分擔(dān)到的水平慣性力所對應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)重量；
α——構(gòu)件性能等級系數(shù)；
βm——場地設(shè)計地震動加速度反應(yīng)譜動力放大系數(shù)最大值；
γ——下降段的衰減指數(shù)；
γRE——承載力抗震修正系數(shù)；
δi——第i個墩頂處軌頂面位移；
ζa——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)；
τU——隧道與地下車站結(jié)構(gòu)頂板單位面積上作用的剪力；
τB——隧道與地下車站結(jié)構(gòu)底板單位面積上作用的剪力；
τS——隧道與地下車站結(jié)構(gòu)側(cè)壁單位面積上作用的剪力；
η——阻尼調(diào)整系數(shù)；
ηm——與設(shè)防地震動加速度反應(yīng)譜特征周期分區(qū)相關(guān)的調(diào)整系數(shù)；
θ——地震反應(yīng)轉(zhuǎn)角，平行轉(zhuǎn)角或折轉(zhuǎn)角；
θd——性能等級的界限值；
θpu——構(gòu)件塑性鉸區(qū)的極限塑性轉(zhuǎn)角；
θu——塑性鉸區(qū)域極限轉(zhuǎn)角；
θy——構(gòu)件塑性鉸區(qū)等效屈服轉(zhuǎn)角，基礎(chǔ)底面屈服轉(zhuǎn)角；
μ——延性系數(shù)；
μd——支座的動摩阻系數(shù)；
ξi——第i振型阻尼比；
ξj——第j振型阻尼比；
ρc——黏粒含量百分率；
ρi——第i層土單元的質(zhì)量密度；
τ、τi-1——地下結(jié)構(gòu)頂?shù)装逦恢锰幫翆影l(fā)生最大相對位移時刻第i層土單元底部與頂部的剪應(yīng)力；
y——塑性鉸區(qū)屈服曲率；
u——塑性鉸區(qū)極限曲率；
∑t——橡膠層的總厚度；
△D——活動支座的滑動量，地震產(chǎn)生的梁端與墩頂?shù)南鄬ξ灰疲?br/> △gd——固定墩的墩頂位移；
△H——永久作用下支座產(chǎn)生的水平位移；
△max——支座容許最大滑動水平位移；
△t——地震作用下最不利效應(yīng)組合后支座產(chǎn)生的水平位移；
△top——滑動支座處的墩頂位移；
Γa——場地地震動峰值加速度調(diào)整系數(shù)；
Γu——場地地震動峰值位移調(diào)整系數(shù)。
3 基本要求
4 場地、地基與基礎(chǔ)
5 地震作用
6 地震反應(yīng)計算
7 抗震性能的驗算方法
8 高架區(qū)間結(jié)構(gòu)
9 高架車站結(jié)構(gòu)
10 隧道與地下車站結(jié)構(gòu)
附錄A 支座的恢復(fù)力模型
A.0.1 盆式支座、球形支座在固定方向，可簡化為約束或根據(jù)產(chǎn)品力學(xué)特性確定線性剛度[圖A.0.1(a)]；在可滑動方向，可簡化為剛塑性本構(gòu)模型[圖A.0.1(b)]，滑動力可按下式計算：
式中：Fs——滑動力(kN)；
μf——動摩擦系數(shù)；
N——支座承擔(dān)的恒載(kN)。
圖A.0.1 盆式支座、球形支座恢復(fù)力模型
F-水平力；u-水平變形
A.0.2 板式橡膠支座可簡化為線性彈簧(圖A.0.2)，其剛度可按下式計算：
式中：kH——板式橡膠支座的剪切剛度(kN／m)；
A——板式橡膠支座的剪切面積(m2)；
G——板式橡膠支座的動剪切模量(kN／m2)；
∑te——橡膠層的總厚度(m)。
圖A.0.2 板式橡膠支座線性恢復(fù)力模型
A.0.3 具有滑動面的板式橡膠支座，可按本規(guī)范A.0.1建立剛塑性本構(gòu)模型。
A.0.4 鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等可根據(jù)產(chǎn)品說明中提供的初始剛度k1和二次剛度k2建立雙線性本構(gòu)模型(圖A.0.4)。
圖A.0.4鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座的非線性本構(gòu)模型和等效線性剛度
k1、k2-隔震支座初始剛度和二次剛度；Qy-隔震支座屈服荷載；
Qd-位移為0時的荷載；uy、uBe-隔震支座屈服位移和有效設(shè)計位移
附錄B 基于集中參數(shù)模型的靜力與動力分析方法
附錄C 多點輸入反應(yīng)譜組合系數(shù)的計算方法
C.0.1 多點地震動輸入下，應(yīng)采用分解位移法，結(jié)構(gòu)反應(yīng)最大值的平均值可按下式計算：
式中：Rr——第r地震動輸入下的結(jié)構(gòu)擬靜力反應(yīng)；
Rs——第s地震動輸入下的結(jié)構(gòu)擬靜力反應(yīng)；
Rir——第r地震動輸入下第i振型的動力反應(yīng)；
Rjs——第s地震動輸入下第i振型的動力反應(yīng)。
C.0.2 組合系數(shù)，可按下列公式計算：
式中：ρgrgs——結(jié)構(gòu)擬靜力反應(yīng)組合系數(shù)；
ρgrjs——擬靜力與動力耦合反應(yīng)組合系數(shù)；
ρirjs——動力反應(yīng)組合系數(shù)。
C.0.3 結(jié)構(gòu)反應(yīng)矩可按下列公式計算：
式中：λgrgs——擬靜力反應(yīng)矩(m)；
λgrjs——擬靜力與動力耦合反應(yīng)(m)；
λirjs——動力反應(yīng)(m)；
Re——復(fù)數(shù)的實部；
Hj(ω)——第j振型的穩(wěn)態(tài)頻率響應(yīng)函數(shù)，按本規(guī)范C.0.4條的規(guī)定計算；
H*i(ω)——第i振型的穩(wěn)態(tài)頻率響應(yīng)函數(shù)的共軛函數(shù)；
SAgrgs(ω)——地震動加速度互功率譜密度函數(shù)，按本規(guī)范C.0.5條的規(guī)定計算。
C.0.4 第j振型的穩(wěn)態(tài)頻率響應(yīng)函數(shù)可按下式計算：
式中：ωj——第j振型的圓頻率；
ξj——第j振型的模態(tài)阻尼比。
C.0.5 地震動加速度互功率譜密度函數(shù)可按下式計算：
式中：ωf、ξf——自功率譜模型參數(shù)，按表C.0.5取值；
ρ1、ρ2、q——相干函數(shù)模型參數(shù)，按表C.0.5取值；
drs——空間r點和s點間的水平空間距離(m)；
θ——地震波傳播方向與r至s連線方向的夾角(rad)；
Vapp——地震動水平視波速(m／s)。
表C.0.5 計算ρgrgs、ρgrjs、和ρirjs的地震動參數(shù)取值
C.0.6 地震動水平視波速Vapp宜符合下列規(guī)定：
1 可通過對工程場地所處具體地震環(huán)境的評價確定其取值；
2 當(dāng)無可靠依據(jù)時，可取1000m／s或取對結(jié)構(gòu)反應(yīng)最不利的視波速；
3 視波速的取值不宜小于1000m／s。
附錄D 動力分析中基礎(chǔ)的等代彈簧法
附錄E 反應(yīng)位移法中土層位移的簡單確定方法
E.0.1 埋于土層中的隧道與地下車站沿土層深度方向的土層位移的同一時刻的值(圖E.0.1)可按下式計算：
圖E.0.1 土層位移沿深度變化規(guī)律
1-地表面；2-設(shè)計地震作用基準(zhǔn)面；umax-場地地表最大位移，取值按表5.2.4-1，其調(diào)整系數(shù)按表5.2.4-2；H-設(shè)計地震作用基準(zhǔn)面的深度
E.0.2 隧道與地下車站抗震設(shè)計中，土層的水平峰值位移沿深度變化(圖E.0.2)應(yīng)采用直線規(guī)律表達(dá)，地表下50m及其以下部分的峰值位移可取地表的1／2，不足50m處的峰值位移應(yīng)按深度作線性插值確定。沿與隧道延長方向垂直的水平方向土層水平位移的同一時刻的值可按下列公式計算：
式中：u(x，z)——坐標(biāo)(x，z)處地震時的土層水平位移(m)；
umax(z)——地震時深度Z處土層的水平峰值位移(m)；
L——土層變形的波長，即強(qiáng)迫位移的波長(m)；
L1——表面土層變形的波長(m)；
L2——基巖變形的波長(m)；
VSD——表面土層的平均剪切波速(m／s)；
VSDB——基巖的平均剪切波速(m／s)；
Ts——考慮土層地震應(yīng)變水平的土層場地特征周期(s)。
圖E.0.2 土層的水平峰值位移沿深度變化規(guī)律
1-地表面
