中华人民共和国国家标准
城市轨道交通结构抗震设计规范
Code for seismic design of urban rail transit structures
GB 50909-2014
主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2014年12月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第365号
住房城乡建设部关于发布国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》的公告
现批准《城市轨道交通结构抗震设计规范》为国家标准，编号为GB 50909-2014，自2014年12月1日起实施。其中，第1.0.3、3.1.4、3.2.4、5.2.1条为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年3月31日
前言
根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2007]125号)要求，由同济大学和天津市地下铁道集团有限公司会同有关单位编制而成。
本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，完成报批稿，最后经审查定稿。
本规范共分10章和2个附录。主要技术内容包括：总则，术语和符号，基本要求，场地、地基与基础，地震作用，地震反应计算，抗震性能的验算方法，高架区间结构，高架车站结构，隧道与地下车站结构等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送同济大学(地址：上海市四平路1239号同济大学桥梁系805室，邮政编码：200092)，以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：同济大学
天津市地下铁道集团有限公司
参编单位：住房和城乡建设部地铁与轻轨研究中心
北京工业大学
上海市隧道工程轨道交通设计研究院
广州地铁设计研究院有限公司
清华大学
哈尔滨工业大学
中国地震局地球物理研究所
北京交通大学
中国地震局工程力学研究所
南京工业大学
北京城建设计研究总院有限责任公司
上海市政工程设计研究总院
天津城建设计院有限公司
中铁隧道勘测设计院有限公司
上海市地震局
苏州科技学院
广州大学
上海市城市建设设计研究院
主要起草人：王君杰 朱敢平 亓路宽 秦国栋 孙利民 曹文宏 袁勇 史海欧 李小军 陈文艳 刘晶波 廖景 杜修力 王建新 杨秀仁 邵长宇 赵成刚 韩振勇 陈国兴 杨庆山 陈鸿 董正方 张素燕 程纬 刘如山 陶连金 王绍博 李伟华 韩鹏 翟长海 韩圣章 丁海平 宋仪 马运康 李伟华 韦晓 卢明奇 崔杰 闫兴非
主要审查人：谢礼立 张雁 陈兴冲 何川 仝学让 谭文 董雪 唐光武 刘雨生 杨伟林 张敏政 杨玉成 沈建文
1 总 则
1.0.1 为了在城市轨道交通结构抗震设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全、适用、经济，保证质量，制定本规范。
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1.0.2 本规范适用于新建、改建城市轨道交通结构的抗震设计。
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1.0.3 抗震设防地区的城市轨道交通结构必须进行抗震设计。（自2023年3月1日起废止该条，▶▶点击查看：新规《城市轨道交通工程项目规范》GB 55033-2022）
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1.0.4 抗震设防采用的地震动参数应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306执行；已进行工程场地地震安全性评价的，应按审批结果取值。
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1.0.5 城市轨道交通结构抗震设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
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2.1 术 语
2.1.1 基于性能的抗震设计 performance-based seismic design
根据所选定的性能目标进行设计，使结构在规定的设计地震动水平下的行为满足预期的抗震性能目标。
2.1.2 E1 地震作用 low-level earthquake
重现周期为100年的地震动。
2.1.3 E2 地震作用 design earthquake
重现周期为475年的地震动。
2.1.4 E3 地震作用 high-level earthquake
重现周期为2475年的地震动。
2.1.5 设计地震作用基准面 ground level in seismic design
设计地震动参数取值所对应的土层位置。
2.1.6 防落梁装置 unseating-prevention system
为防止桥梁墩梁间的相对位移超过限值而设计的构造装置。
2.1.7 限位装置 restrainer
为防止桥梁支座损伤所引起的墩梁间的相对大位移而设计的构造装置。
2.1.8 多点反应谱法 multiple-support input response spec-trum method
结构与地基支承点处地震动输入不同时的反应谱组合方法。
2.1.9 弹塑性反应谱法 elastoplastic response spectrum method
根据结构的等效周期和屈服地震加速度，利用弹塑性反应谱计算结构的地震反应的分析方法。
2.1.10 反应位移法 response displacement method
以场地土层地震动相对位移为主要因素确定地震作用，对地下结构物进行抗震计算的方法。
2.1.11 反应加速度法 response acceleration method
用场地土层地震动加速度确定地震作用，施加于地下结构及周围土体，对地下结构物进行抗震计算的方法。
2.2 符 号
a——梁端的支承长度；
ah——桥墩(台)顶端反应绝对加速度最大值；
ai——第i层土单元水平有效惯性加速度；
amax——地表水平向设计地震动峰值加速度；
amaxⅡ——Ⅱ类场地设计地震动峰值加速度值；
ce——土层液化影响折减系数；
d——覆盖土层厚度，土层沿隧道与地下车站纵向的计算长度，承台质心处的地震反应位移，地基弹簧影响长度；
d0——计算深度，液化土特征深度；
db——基础埋置深度；
dd——承台质心处的设计容许位移；
deq——结构整体屈服点对应的水平位移；
di——计算深度范围内第i层土的厚度，i点所代表的土层厚度；
ds——饱和土标准贯入点深度；
du——上覆盖非液化土层厚度；
dw——地下水位深度；
fa——深宽修正后的地基承载力特征值；
faE——调整后的地基承载力；
fak——由荷载试验等方法得到的地基承载力特征值；
fi——结构i单元上作用的惯性力；
Feq——结构整体屈服点对应的水平荷载；
Fh——支座水平地震力；
FL——土层的液化抵抗率；
hi——第i层土单元的厚度；
IIE——液化指数；
k——压缩或剪切地基弹簧刚度；
K——基床系数，构件极限塑性转角的安全系数；
Keq——等效刚度；
kh——结构侧壁压缩地基弹簧刚度；
kl——沿隧道纵向侧壁剪切地基弹簧刚度；
kn——圆形结构侧壁压缩地基弹簧刚度；
ks——圆形结构侧壁剪切地基弹簧刚度；
ksh——结构侧壁剪切地基弹簧刚度；
ksv——结构顶底板剪切地基弹簧刚度；
kt——沿隧道纵向侧壁拉压地基弹簧刚度；
kv——结构顶底板压缩地基弹簧刚度；
Kv——竖向地震动峰值加速度与水平向峰值加速度比值；竖向基床系数；
li——计算桥墩处两侧跨径；
L——垂直于结构横向的计算长度；
Lp——塑性铰长度；
mi——结构i单元的质量；
Meq——等效质量；
Mp——桥墩质量；
Ms——上部结构质量；
Mu——构件截面极限弯矩；
Mv——等效列车质量；
My——构件截面等效屈服弯矩；
n——计算深度范围内土层的分层数，在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；
N——上部结构重力在支座上产生的反力；
N0——液化判别标准贯入锤击数基准值；
N1——场地土标准贯入锤击数实测值；
Ncr——判别标准贯入液化锤击数临界值；
Ncri——i点液化判别标准贯入锤击数临界值；
Ni——i点标准贯入锤击数实测值；
p——地震作用效应标准组合的基础底面平均压力；
pmax——地震作用效应标准组合的基础边缘最大压力；
R——需要计算的结构反应，结构构件承载力设计值；
RD——地震作用下支座的水平地震力；
Re——复数的实部；
RH——永久荷载作用下支座的水平力；
Ri——第i振型反应；
Rj——第j振型反应；
Rmax——支座水平抗力值；
Rt——包括地震力效应的支座的水平力效应组合值；
RX——X方向地震动作用对同一反应量的贡献；
RY——Y方向地震动作用对同一反应量的贡献；
RZ——Z方向地震动作用对同一反应量的贡献；
Rμ——折减系数；
S——反应谱值，结构构件内力组合设计值；
t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；
T——结构自振周期；
T0——场地相关特征周期参数；
Ti——第i振型的自由振动周期；
Tj——第j振型的自由振动周期；
Teq——结构等效周期；
Tg——场地设计地震动加速度反应谱特征周期；
u(z)——深度z处自由土层地震反应位移；
u(zB)——结构底部深度zB处的自由土层地震反应位移；
u＇(z)——深度z处相对于结构底部的自由土层相对位移；
umax——地表水平向设计地震动峰值位移；
umaxⅡ——Ⅱ类场地设计地震动峰值位移；
——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单元位置处的加速度；
vs——岩土等效剪切波速；
vse——场地土层等效剪切波速；
vsi——计算深度范围内第i层土的剪切波速；
Vmu——构件达到截面等效屈服弯矩时的剪力；
Vcd——混凝土设计剪切抗力；
Vsd——钢骨设计剪切抗力；
Vwd——钢筋设计剪切抗力；
Vyd——设计剪切抗力；
W——隧道横向平均宽度或直径；
Wi——i土层单位土层厚度的层位影响权函数值，支座所分担到的水平惯性力所对应的上部结构重量；
α——构件性能等级系数；
βm——场地设计地震动加速度反应谱动力放大系数最大值；
γ——下降段的衰减指数；
γRE——承载力抗震修正系数；
δi——第i个墩顶处轨顶面位移；
ζa——地基抗震承载力调整系数；
τU——隧道与地下车站结构顶板单位面积上作用的剪力；
τB——隧道与地下车站结构底板单位面积上作用的剪力；
τS——隧道与地下车站结构侧壁单位面积上作用的剪力；
η——阻尼调整系数；
ηm——与设防地震动加速度反应谱特征周期分区相关的调整系数；
θ——地震反应转角，平行转角或折转角；
θd——性能等级的界限值；
θpu——构件塑性铰区的极限塑性转角；
θu——塑性铰区域极限转角；
θy——构件塑性铰区等效屈服转角，基础底面屈服转角；
μ——延性系数；
μd——支座的动摩阻系数；
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层土单元的质量密度；
τ、τi-1——地下结构顶底板位置处土层发生最大相对位移时刻第i层土单元底部与顶部的剪应力；
y——塑性铰区屈服曲率；
u——塑性铰区极限曲率；
∑t——橡胶层的总厚度；
△D——活动支座的滑动量，地震产生的梁端与墩顶的相对位移；
△gd——固定墩的墩顶位移；
△H——永久作用下支座产生的水平位移；
△max——支座容许最大滑动水平位移；
△t——地震作用下最不利效应组合后支座产生的水平位移；
△top——滑动支座处的墩顶位移；
Γa——场地地震动峰值加速度调整系数；
Γu——场地地震动峰值位移调整系数。
3 基本要求
3.1 抗震设防要求
3.1.1 城市轨道交通结构应划分为标准设防类、重点设防类、特殊设防类三个抗震设防类别。
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3.1.2 抗震设防类别的划分应符合下列规定：
1 标准设防类：除特殊设防类、重点设防类以外的其他轨道交通结构；
2 重点设防类：除特殊设防类以外的高架区间结构、高架车站主体结构、区间隧道结构和地下车站主体结构；
3 特殊设防类：在城市轨道交通网络中占据关键地位、承担交通量大的大跨度桥梁和车站的主体结构。
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3.1.3 抗震设防地震动峰值加速度与抗震设防地震动分档和抗震设防烈度之间对应关系应符合表3.1.3的规定。
表3.1.3 抗震设防地震动峰值加速度与抗震设防地震动分档和抗震设防烈度之间对应关系
注：表中的g为重力加速度。
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3.1.4 各抗震设防类别结构的抗震设防标准，应符合下列要求：
1 标准设防类：抗震措施应按本地区抗震设防烈度确定；地震作用应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306规定的本地区抗震设防要求确定；
2 重点设防类：抗震措施应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求确定；地震作用应按现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306规定的本地区抗震设防要求确定；对进行过工程场地地震安全性评价的。应采用经国务院地震工作主管部门批准的建设工程的抗震设防要求确定，但不应低于本地区抗震设防要求确定的地震作用；
3 特殊设防类：抗震措施应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求确定；地震作用应按国务院地震工作主管部门批准的建设工程的抗震设防要求且高于本地区抗震设防要求确定。（自2023年3月1日起废止该条，▶▶点击查看：新规《城市轨道交通工程项目规范》GB 55033-2022）
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3.2 抗震性能要求
3.2.1 城市轨道交通结构的抗震性能要求应分成下列三个等级：
1 性能要求Ⅰ：地震后不破坏或轻微破坏，应能保持其正常使用功能；结构处于弹性工作阶段；不应因结构的变形导致轨道的过大变形而影响行车安全；
2 性能要求Ⅱ：地震后可能破坏，经修补，短期内应能恢复其正常使用功能；结构局部进入弹塑性工作阶段；
3 性能要求Ⅲ：地震后可能产生较大破坏，但不应出现局部或整体倒毁，结构处于弹塑性工作阶段。
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3.2.2 城市轨道交通结构构件、基础和支座的抗震性能等级宜按下列要求划分：
1 构件宜按表3.2.2-1划分为3个抗震性能等级。
表3.2.2-1 构件性能等级
2 基础宜按表3.2.2-2划分为3个抗震性能等级。
表3.2.2-2 基础性能等级
3 支座宜按表3.2.2-3划分为2个抗震性能等级。
表3.2.2-3 支座性能等级
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3.2.3 构件、基础和支座的性能等级与结构抗震性能的关系应符合下列规定：
1 性能要求Ⅰ：构件、基础和支座的性能等级要求应为1；
2 性能要求Ⅱ：构件、基础的性能等级要求不应低于2；
3 性能要求Ⅲ：构件、基础的性能等级要求不应低于3；
4 对于性能要求Ⅱ或Ⅲ，下部具有较好延性的结构，支座的性能等级要求可为1；下部延性较差的结构，支座的性能等级要求可为2。
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3.2.4 城市轨道交通结构的抗震性能要求不应低于表3.2.4的规定。
表3.2.4 城市轨道交通结构抗震设防目标
（自2023年3月1日起废止该条，▶▶点击查看：新规《城市轨道交通工程项目规范》GB 55033-2022）
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G.3 钢构件变形能力计算方法
G.3.1 钢构件的弯曲变形能力，应基于材料的标准强度，根据截面的弯矩-曲率(M-
)分析得出，构件塑性铰区转角应按本规范第G.1.2条规定计算。
G.3.2 钢构件变形能力计算中，钢材料应力-应变应采用双线性本构关系模型(图G.2.1)，其中，钢材受压容许应变εa应按下列公式计算：
式中：Rt——圆形截面相对宽厚比；
RF——矩形截面加劲肋之间钢截面相对宽厚比；
RR——矩形截面计算相对宽厚比；
b——加劲肋之间钢截面板宽(mm)；
t——加劲肋之间钢截面板厚(mm)；
v——泊松比；
kF——弹性屈曲系数，无加劲肋截面kF＝4，有加劲肋截面kF＝4n2；
n——被纵向加劲肋所分割的区域数。
G.3.3 对矩形截面，钢材受压容许应变εa的确定应符合下列规定。
1 相对宽厚比应满足下列要求：
2 相对长细比应满足下式要求：
式中：λ——相对长细比，应按(G.2.3-3)式计算。
3 轴向压力应满足下式要求：
式中：N——轴向压力(N)；
Ny——全截面屈服轴力(N)，Ny＝fsyA；
A——截面面积(mm2)。
4 刚度比应满足下列要求：
式中：γ——纵向加劲肋和翼缘板的刚度比；
γ*——根据线性屈曲理论算得的临界刚度比；
Is——一条纵向加劲肋的截面二次矩(m4)，计算轴为纵向加劲肋与板的交界线；
δ——单根加劲肋的截面面积与被加劲板的面积之比δ＝A1／bt；
α——加劲板的长宽比α＝a／b；
a——加劲板的长度(横隔板或刚性横向加劲肋的间距)；
b——加劲板的宽(腹板或刚性纵向加劲肋的间距)；
t——加劲板的厚度；
α0——临界长宽比；
n——被纵向加劲肋所分割的区域数。
G.3.4 对圆形截面，钢材受压容许应变εa的确定宜符合下列规定：
1 相对宽厚比应满足下式要求：
式中：Rt——相对宽厚比，应按本规范(G.2.3-2)式计算。
2 相对长细比应满足下式要求：
式中：
——相对长细比，应按本规范(G.2.3-3)式计算。
3 轴向压力应满足下式要求：
式中：N——轴向压力(N)；
Ny——全截面屈服轴力(N)，Ny＝fsyA；
A——截面面积(mm2)。
G.3.5 钢构件截面弯矩-曲率关系宜采用双线性模型(本规范图G.2.4)。Y点宜取外缘钢管板厚中心处首次达到屈服应变对应的状态点。A点宜取受压侧最外缘钢管板厚中心处达到受压容许应变εa对应的状态点。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《铁路工程抗震设计规范》GB 50111
《地铁设计规范》GB 50157
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB 50307
《中国地震动参数区划图》GB 18306
《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138
《铁路桥涵地基与基础设计规范》TB 10002.5
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