GB 50909-2014 城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)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(jì)中貫徹執(zhí)行國(guó)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(jì)。
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(jì)。
1.0.4 抗震設(shè)防采用的地震動(dòng)參數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306執(zhí)行；已進(jìn)行工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)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(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)
2.2 符 號(hào)
a——梁端的支承長(zhǎng)度；
ah——橋墩(臺(tái))頂端反應(yīng)絕對(duì)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(jì)地震動(dòng)峰值加速度；
amaxⅡ——Ⅱ類場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(jì)算長(zhǎng)度，承臺(tái)質(zhì)心處的地震反應(yīng)位移，地基彈簧影響長(zhǎng)度；
d0——計(jì)算深度，液化土特征深度；
db——基礎(chǔ)埋置深度；
dd——承臺(tái)質(zhì)心處的設(shè)計(jì)容許位移；
deq——結(jié)構(gòu)整體屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平位移；
di——計(jì)算深度范圍內(nèi)第i層土的厚度，i點(diǎn)所代表的土層厚度；
ds——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)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(yàn)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(diǎn)對(duì)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(dòng)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(jì)算橋墩處兩側(cè)跨徑；
L——垂直于結(jié)構(gòu)橫向的計(jì)算長(zhǎng)度；
Lp——塑性鉸長(zhǎng)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(jì)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(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)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(chǎng)地土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值；
Ncr——判別標(biāo)準(zhǔn)貫入液化錘擊數(shù)臨界值；
Ncri——i點(diǎn)液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；
Ni——i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)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(jì)算的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；
RD——地震作用下支座的水平地震力；
Re——復(fù)數(shù)的實(shí)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(dòng)作用對(duì)同一反應(yīng)量的貢獻(xiàn)；
RY——Y方向地震動(dòng)作用對(duì)同一反應(yīng)量的貢獻(xiàn)；
RZ——Z方向地震動(dòng)作用對(duì)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(jì)值；
t——剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間；
T——結(jié)構(gòu)自振周期；
T0——場(chǎng)地相關(guān)特征周期參數(shù)；
Ti——第i振型的自由振動(dòng)周期；
Tj——第j振型的自由振動(dòng)周期；
Teq——結(jié)構(gòu)等效周期；
Tg——場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(duì)于結(jié)構(gòu)底部的自由土層相對(duì)位移；
umax——地表水平向設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值位移；
u maxⅡ——Ⅱ類場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(duì)位移時(shí)刻，自由土層對(duì)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(chǎng)地土層等效剪切波速；
vsi——計(jì)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(shí)的剪力；
Vcd——混凝土設(shè)計(jì)剪切抗力；
Vsd——鋼骨設(shè)計(jì)剪切抗力；
Vwd——鋼筋設(shè)計(jì)剪切抗力；
Vyd——設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)重量；
α——構(gòu)件性能等級(jí)系數(shù)；
βm——場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜動(dòng)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(gè)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(dòng)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(jí)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(dòng)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(duì)位移時(shí)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(dòng)支座的滑動(dòng)量，地震產(chǎn)生的梁端與墩頂?shù)南鄬?duì)位移；
△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(dòng)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(dòng)支座處的墩頂位移；
Γa——場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整系數(shù)；
Γu——場(chǎng)地地震動(dòng)峰值位移調(diào)整系數(shù)。
3 基本要求
4 場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ)
5 地震作用
6 地震反應(yīng)計(jì)算
7 抗震性能的驗(yàn)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(jiǎn)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(dòng)方向，可簡(jiǎn)化為剛塑性本構(gòu)模型[圖A.0.1(b)]，滑動(dòng)力可按下式計(jì)算：
式中：Fs——滑動(dòng)力(kN)；
μf——?jiǎng)幽Σ料禂?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(jiǎn)化為線性彈簧(圖A.0.2)，其剛度可按下式計(jì)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(dòng)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(dòng)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(shuō)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(shí)的荷載；uy、uBe-隔震支座屈服位移和有效設(shè)計(jì)位移
附錄B 基于集中參數(shù)模型的靜力與動(dòng)力分析方法
附錄C 多點(diǎn)輸入反應(yīng)譜組合系數(shù)的計(jì)算方法
C.0.1 多點(diǎn)地震動(dòng)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(jì)算：
式中：Rr——第r地震動(dòng)輸入下的結(jié)構(gòu)擬靜力反應(yīng)；
Rs——第s地震動(dòng)輸入下的結(jié)構(gòu)擬靜力反應(yīng)；
Rir——第r地震動(dòng)輸入下第i振型的動(dòng)力反應(yīng)；
Rjs——第s地震動(dòng)輸入下第i振型的動(dòng)力反應(yīng)。
C.0.2 組合系數(shù)，可按下列公式計(jì)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(dòng)力耦合反應(yīng)組合系數(shù)；
ρirjs——?jiǎng)恿Ψ磻?yīng)組合系數(shù)。
C.0.3 結(jié)構(gòu)反應(yīng)矩可按下列公式計(jì)算：
式中：λgrgs——擬靜力反應(yīng)矩(m)；
λgrjs——擬靜力與動(dòng)力耦合反應(yīng)(m)；
λirjs——?jiǎng)恿Ψ磻?yīng)(m)；
Re——復(fù)數(shù)的實(shí)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(jì)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(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)加速度互功率譜密度函數(shù)可按下式計(jì)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(diǎn)和s點(diǎn)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(dòng)水平視波速(m／s)。
表C.0.5 計(jì)算ρgrgs、ρgrjs、和ρirjs的地震動(dòng)參數(shù)取值
C.0.6 地震動(dòng)水平視波速Vapp宜符合下列規(guī)定：
1 可通過(guò)對(duì)工程場(chǎng)地所處具體地震環(huán)境的評(píng)價(jià)確定其取值；
2 當(dāng)無(wú)可靠依據(jù)時(shí)，可取1000m／s或取對(duì)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(dòng)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(jiǎn)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(shí)刻的值(圖E.0.1)可按下式計(jì)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(jì)地震作用基準(zhǔn)面；umax-場(chǎng)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(jì)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(jì)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(zhǎng)方向垂直的水平方向土層水平位移的同一時(shí)刻的值可按下列公式計(jì)算：
式中：u(x，z)——坐標(biāo)(x，z)處地震時(shí)的土層水平位移(m)；
umax(z)——地震時(shí)深度Z處土層的水平峰值位移(m)；
L——土層變形的波長(zhǎng)，即強(qiáng)迫位移的波長(zhǎng)(m)；
L1——表面土層變形的波長(zhǎng)(m)；
L2——基巖變形的波長(zhǎng)(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(chǎng)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
