Page 22 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 39 卷第 5 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 5
2026 年 5 月 Journal of Vibration Engineering May 2026

行 波 效 应 对 大 型 复 杂 地 下 空 间 结 构

地 震 响 应 的 影 响 研 究

李文婷 ， 王 睿 ， 张建民 ， 王永成 ， 薛清鹏 ， 陈玉起 3
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（1. 上海师范大学建筑工程学院，上海 200234； 2. 清华大学土木水利学院，北京 100084；
3. 中国铁路设计集团有限公司，北京 300308）
摘要：随着城市建设的推进，城市地下结构逐渐向着大体量、复杂化方向发展，地震动的空间效应不容忽视。本文以北京城市
副中心站综合交通枢纽工程为研究对象，采用三维精细化有限元数值模拟方法，从时域和频域角度对比分析了考虑与不考虑
行波效应时结构的变形和内力响应特征。结果表明，地震动输入方式会显著影响场地和地下结构的地震响应。考虑行波效
应时，北京城市副中心站综合交通枢纽结构的加速度和位移响应均减小，并且结构地震响应表现出明显的自身振动特性，频
谱成分更加复杂。结构不同断面的地震响应表现出明显“不同步”现象，致使同一时刻不同断面的横向位移差增大，结构地震
响应的空间变异性增加。虽然北京城市副中心站综合交通枢纽大部分区域的层间位移角和柱内力在考虑行波效应时减小，
但在一些横向刚度沿纵向变化较大的区域，柱弯矩明显增大，个别位置的层间位移角明显增大。
关键词： 行波效应；地下结构；地震响应；有限元数值模拟
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中图分类号：TU318 .1 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202508055

Impact of traveling wave effect on seismic response
of large-scale complex underground structures

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LI Wenting ，WANG Rui ，ZHANG Jianmin ，WANG Yongcheng ，XUE Qingpeng ，CHEN Yuqi 3
（1.School of Civil Engineering，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China；2.School of Civil Engineering，
Tsinghua University，Beijing 100084，China；3.China Railway Design Corporation Limited，Beijing 300308，China）
Abstract：With the advancement of urban construction，urban underground structures are gradually developing towards larger volumes and
more complex configurations，and the spatial effects of ground motion cannot be ignored. Based on the Beijing Urban Sub-center Station
Integrated Transportation Hub project， this paper adopts the three-dimensional refined finite element numerical simulation method， and
comparatively analyzes the deformation and internal force response characteristics of the Beijing Urban Sub-center Station Integrated
Transportation Hub structure when considering and not considering the traveling wave effect from the perspectives of the time and frequency
domains. The results show that the input method of ground motion significantly affects the seismic response of the site and underground
structures. When the traveling wave effect is considered，both the acceleration and displacement responses of the structure decrease，and the
structural seismic response exhibits obvious self-vibration characteristics with more complex spectral components. The seismic responses of
different sections of the structure show an obvious “ asynchronous” phenomenon， which leads to an increase in the lateral displacement
difference between different sections at the same time and an increase in the spatial variability of the structural seismic response. Although the
inter-story drift angle and column internal force in most areas of the Sub-center Station Integrated Transportation Hub decrease when the
traveling wave effect is considered， the column bending moment in some areas where the lateral stiffness changes greatly along the
longitudinal direction increases significantly，and the inter-story drift angle at individual positions increases.
Keywords：traveling wave effects；underground structures；seismic response；finite element numerical simulation

近年来，地铁已成为现代城市交通运输系统的 全。地下结构在地震中可能遭受严重破坏 [1-3] 。例
重要组成部分。然而，近年全球地震灾害频发，地震 如，1995 年日本 7.2 级阪神地震中，神户市内大量地
灾害严重威胁城市地铁车站等重要交通节点的安 下结构遭到了严重破坏，其中大开地铁车站部分中

收稿日期：2025-08-14；修订日期：2025-09-19
基金项目：国家自然科学基金资助项目 (52008248，52378349)