地下車站箱式結構開孔處之局部應力分析與補強設計探討
完成日期： 2001年6月
摘要
地下捷運系統之地下車站箱型結構體，因管線、出入口、通風井等考量，而於側牆交接處開孔，當承受各方向載重時，開孔處之應力及補強均極為複雜。本研究乃以捷運某一車站，以有限元素法之平板元素來模擬分析整體車站結構系統承受垂直載重與側向力組合作用時，對開孔處及附近之應力集中效應分析與探討。第一部分先進行對二維結構及三維箱式結構以有限元素法之平板元素來模擬，在承受載重情形下，分析開孔前及開孔後之應力狀況，瞭解在開孔處應力分佈。經模擬分析結果，開孔處應力隨開孔大小而增加，並會有應力集中效應現象發生。第二部分乃以模擬某一地下車站結構物實際尺寸，經承受實際靜載重、活載重及側向壓力下，分析各個平面(頂板、底板、側牆)因側牆開孔，瞭解側牆開孔平面之每一開孔區域應力分佈情形，以及開孔平面附近相鄰平面之應力受影響範圍，經分析結果，應力相對在開孔處依然會發生應力集中現象。所以本研究在對地下車站結構各開孔不同尺寸進行靈敏性分析後，提出開孔附近精簡可靠數據供參考，充分反映由開孔導致整體及局部結構行為特性，以作為設計者在設計該等結構局部補強時之準據。