地铁车辆段上盖建筑结构设计有关问题探讨

皿　檀　酶　ｌ褐母　地铁车辆段上盖建筑结构设计有关问题探讨　林金洲　，尧国皇　（１．深圳市建设科技促进中心，广东深圳５１８０３１；２．深圳信息职业技术学院，广东深圳５１８１７２）　【摘要】　地铁车辆段上盖建筑结构，平台下部为大跨度框架结构，平台上部为小跨度结构，因此存在　竖向构件不连续，对结构设计带来了挑战。文章就平台下部框架柱选型、新型节点的开发与研究以及结构高　度超过规范规定限值的可能性进行了探索，有关结论可为相关工程设计提供参考。　【关键词】　车辆段；转换结构；动力弹塑性；　分析；设计　【中图分类号】ＴＵ９７３．３　１　随着城市土地资源日益紧俏，综合利用土地、提高土地　的利用效率，日益成为城市地铁建设者重点关注的问题。地　铁车辆段由于占地面积较大，利用上部空间结合规划开发成　住宅及公共建筑设施，可充分开发商业利用价值。由于地铁　【文献标志码】Ａ　及钢管混凝土叠合柱在轴压承载力相同的情况下，比较其柱　截面的大小、柱用钢量的大小，所得结论可能框架柱的选型　提供参考。　算例的计算条件：假定底层层高４．２　ｍ，柱计算长度取　１．５Ｈ（６　３００　ｍｍ）；仅考虑轴压，在钢管混凝土柱和型钢混凝　土柱的轴压承载力相同的情况下对比柱截面大小；钢材均选　用Ｑ３４５Ｂ，混凝土均选用Ｃ６０；柱控制轴力约为６０　ｏ００　ｋＮ；钢　管混凝土柱钢管选用￣ｂ１２００　Ｘ　２５，型钢混凝土柱中的型钢选　车辆段工艺和线路的要求，平台下部为两层纯框架结构，在　平台上部进行物业开发，上盖拟开发的物业大多为小开问轴　线布置的住宅，而下部柱网较大，在结构设计中，由于上盖物　业与下层的柱网不能对齐，上部楼层的竖向构件不能直接连　续贯通落地，因此存在竖向构件转换…。　由于平台下的框架结构跨度较大，若采用普通钢筋混凝　土框架柱，将使得柱截面较大，影响停车库的有效使用空间。　对于地铁车辆段上盖物业这种底部仅有为框架柱落地、上部　为框架结构或框架一剪力墙结构没有明确的结构体系划分　依据，通常把它划为框架结构。深圳地区处于７度（０．１ｇ）抗　用十字形截面。钢管混凝土叠合柱截面选用１　３００　ｍｍ　Ｘ　１　３００　ｍｍ（计算时，均不考虑初始偏心的影响）。表１给出了　算例计算获得钢管混凝土柱、钢管混凝土叠合柱与型钢混凝　土柱材料用量的比较。　表１　钢管混凝土柱、钢管混凝土叠合柱与型钢混凝土柱比较　比较项目　钢管混　钢管混凝土　凝土柱　叠合柱　型钢混　凝土柱　震设防，《建筑结构抗震设计规范》…给出了总高度不超过　５０　ｍ的限制，极大的影响了上盖建筑结构的开发效率，大大　降低了城市土地的使用效率。　文献［２］对杭州七堡车辆段上盖结构设计的有关问题进　行了探讨，重点对转换层结构的选型进行了分析比较，文献　［３］介绍了深圳前海湾地铁枢纽上盖物业结构设计的技术总　结，对本文的研究提供了很好的参考。但文献［２］和文献　钢材用量／（ｔ・ｍ　）　截面大／］￣／ｍｍ　所占建筑面积／ｍ　击１２００　１．１３　０．７４　１３ｏｏ×１３００　１４００　ｘ１４００　１．６９　０．５７　１．９６　０．７７　钢筋用量／（ｔ・ｍ　）　混凝土用量／（ｍ。・ｍ一　）　１．０４　０．Ｏ８　１．６１　Ｏ．１８　１．８６　［３］上盖的建筑结构都没有超过规范的限值。本文通过典型　算例，对框架柱采用新型钢一混凝土组合柱进行选型比较和　探讨，进而对新型钢一混凝土组合柱节点进行了开发和研　究，建立了典型的地铁上盖建筑结构的弹塑性计算模型，对　该结构进行了罕遇地震作用下的抗震性能进行研究，以进行　平台上盖建筑结构高度超过规范规定限值的可能性进行　探索。　对比可知，对于本典型计算参数条件下，在满足承载力　要求的情况下，型钢混凝土柱截面面积约为钢管混凝土柱截　面面积的１．７３倍，用钢量约为１．３倍；型钢混凝土截面面积　为钢管混凝土叠合柱截面面积的１．１６倍，用钢量约为１．３５　倍。从地铁上盖物业的特点具体分析，综合材料用量和建筑　效果，对于上部有物业开发的框架柱，建议采用钢管混凝土　叠合柱这种钢一混凝土组合柱。　１　下部框架柱的选型　对目前施工中的若干车辆段的调研可知，平台下部的大　跨度框架柱的截面尺寸一般都为１　５００～１　８００　ｍｍ（采用普　通钢筋混凝土柱），这样对于地铁车辆段的建筑空间可能存　［定稿日期］２０１６—１１—１７　在较大的影响，也可能影响停车库的有效使用空间。由于地　铁上盖物业结构底部结构的框架柱主要承受轴力为主，本文　通过对典型截面的钢管混凝土组合柱、型钢混凝土组合柱以　［作者简介］林金洲（１９８６～），男，硕士，工程师，从事建　设科技、绿色建筑的研究和项目管理工作；尧国皇（１９８０～），　男，博士，高级工程师，从事建筑工程专业的教学工作。　１５０　四川Ｉ建筑第３７卷２期２０１７．０４　・工　程　结　构・　小史就、　卜邴　架性选　、新　的Ｊｔ：发与研究以及、卜　舞　瞪　藩　ＩＩ　白Ｉ　建筑结构粥度趟过规池规定　他的Ｉ叮能　进仃ｒ探　索，建议＿，平台卜部　架杜ＩＩｆ采Ｊｔｌ钢管混凝１－蒋合¨ｌ卡Ｉｌ新　合　点的构造措施　对典　汁算模型的整体弹　ＰＩ－分析　硎ｌｊ　＿，ｎｆ　这类结构能够满足“犬　火高度限值足町能的，　的分析的　倒”的　能ｆｌ怀．　此　作者建议平　Ｊ　郎进行物业开发ｎ勺建筑结构，突破姚　的卡¨　体项ｆｉ嗄进行　体的深入的帆　性能分析干¨试验研究的聆　参考文献　图３　剪力墙的最终受拉损伤云图　ＧＢ　５００Ｉ　１—２０１０建筑抗震没ＩＩ　规范　］．　乐竹杭州地铁匕儇　辆段【　箍、　台结构没汁仃父　题探　、ｆ　［．１　Ｉ．暇庆建筑，２００７，４２（４）：３６—３８　徐霖．深圳前海湾地铁楸纽Ｉ　溢物、　结构设计『ＪＩ　Ｊ．椭迎迎没　科技，２０１０（４）：６６—６７．　田　、　、ＡＢＡＱＵＳ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　６　７：ｒｒｈｅｏｒｙ　ｉｌｌ，Ｉｌｌｔｌｔ１］，ｔＪＳ￣‘　’Ｉ¨ｎＩｍ；ｔｌ，ｖ¨ｉｌｈ　ｉ　ｔｉｏｎ　ｍ￣ｔｌｌｔｌａｌ　ａｎｄ（￣Ｘａｌｎｔ　ｌｌｒｏｂｌ＋－Ｉｌｌｓ　ｉｉｌａｎｌ，ａｌ『Ｍ　Ｉ．Ｉ川ｄｆｉｔｔ．Ｋａｔ　ｌｓ，ｎＩ　ａｎｄ　Ｓｏｒ（ｔｔｌｓｏｎ　Ｉｎｃ，２００７．　—ｌ　１｛寸＿Ｉ　１Ｊ］＿尧『　ｌ．ｌ【；，陈　’　‘，林松　ｌ２　３　　４　｝５　６　　７　［　新型钢锊混凝¨｛：一钢筋混凝ｆ　泶　８　ｌ　‘　ｆＩ　ｆ】限尢分ｆＪ　［Ｊ【．特种±占构，２０１０，２７（６）：３４—３８　北京金土木软件技术有限公・卅．ＣＳ１分析参考手册Ｉ：　１．２００５　图４底部框架拄的最终受拉损伤云图　、　、　ＣＥＣＳ　１６０建筑１　程抗震性态设汁通【『！ＩＪ（试用）ｌ　ｓＩ　孙　笔彳ｔ　。　笔；ｉ　场ｃ　｛场　÷　尔　亦　｝缘　身　幺　场　场　衣　匆　哟　％、　尔　％　场　、　笔于、　、、　、　岛、　、　｛、　、　场　（上｛垂第１４９页）　刘世涛，程培峰．摹于ＡＢＡＱｔ　［Ｊ］．低温建筑技术，２０１０（２）．　体数值分析的本构模）　针刈　ｆｌｌ】Ｕ隧道１：　ＩｆＩ．　体隧道　遍使』｝Ｊ锚朴、｜ｆ　体隧　道小他川　朴的脱银，提…以　建、义：　（１）　质隧道ｒｆＩ．许　行仃的　条件郁适合使川匪　锚㈨作川　＿】Ｊｊ　，　Ｉ　　ｌ锚　１ｆ内锚ｆｌ＾　１ｌ　ｆ　的弹　ｂ　，卜ｊ　ｌ９．３　ＭＰａ　Ｈ寸，如　ｉ　陈小雄．现代隧道１　程理论与隧道施１　［Ｍ］．两安：阿安交　大学Ｌ｝Ｊ版社，２００６．　陈　忠，伍　军，贸薄坡．ＡＢＡＱＵＳ在隧道及地Ｆ　Ｉ。　【ｆ１ｆ１　ｆ　！ｊ！　等弹　模　较小的　ｆ川ｔ，锚朴　＿１义ｌ使川Ｊ；　１　、刚【Ｍ】．北京：ｆ｝１吲水利水电出版　，２０１３．　脚犬雄，刘佑荣，张文殊，等．Ｔ程岩土学［Ｍ］．　京：地质Ｈ”扳衬：，１９９８．　的弹　ｒｌ：卡Ｉ！ｆ　ｌ人Ｊ　ｌ９．３　ＭＰａ川‘，如　砂　、化岗　弹　ｔ＇ｌ　卡Ｉ！ｆｌ；＝较火的　ｔ　・定的史　作川，　际ｆ　ｌＩ１视　２版．北　粉质　、　版　、人　他川　隧道及地下１ｒ：程ＡＮＳＹＳ．＝豆＝例分析说明【Ｍ】．北ｊ　：，…玛　水利水Ｆ乜ｍ版朴，２００８．　＿１ｌ，锚”　Ｉ…Ｉ．１＝　ｌ。ｌ…　ｒ以世剑匝厌建筑Ｔ　程学院，同济大学．岩体力学『Ｍ　Ｊ』匕　ｊ　：ＩＩＩ…建　筑　ｆＩＪ版　。１９８Ｉ．　（２）　１　厩隧道－ｌＩ常　＿　体的　聚』１．Ｊ为０～１０　ｋＰａ，铺　朴　｛　体『ｆ　ｌｒｆＩ他川　朴　锚…作川均　＿ＩＪ】　，　此小迎议　土质隧道　铺…　参考文献　沈珠汀等虑剪胀性的：　和石料的非线性』　Ｊ　Ｊ＿　变摸　．『】　水利水运科学研究，１９８６（４）．　１一程地质Ｆ册编写蚕员会．ｔ　程地质ｒ　【Ｍ　１　京：ｒ｝Ｉ同也筑Ｋ　ｑＰ．ｊｌＩ版｝ｆ：，１９９２．　３版．此　５２　四川建筑第３７卷２期２０１　７．０４