摘要：介绍了杭州某地铁车辆段上盖物业开发结构的特点和设计要点。项目地上一层为地铁车辆段库房，地上二层为上盖物业车库，三层为上盖住宅，盖上住宅共11层。地铁车辆段上方均进行上盖开发，上下柱网成57°和64°角，采用梁式转换，转换梁设置在二层层顶，转换部位外圈设置转换梁，内部设置转换斜梁。本文重点进行上盖平台整体结构和转换梁的计算分析。计算分析表明，采用梁式转换是合理可行的。
关键词：上盖开发；梁式转换；转换梁；计算分析
1 项目概况
本项目位于杭州市余杭区，采用“地铁+物业”上盖开发模式。地上一层为地铁车辆段库房，结构层高8.7m；地上二层为上盖物业车库，结构层高5.3m；三层为上盖住宅，层底为一楼地面和室外地坪，盖上住宅共11层。
2 结构选型
车辆段自东北向西南走向。为了住宅建筑的舒适性，住宅呈现南偏东0~15°，因此上盖住宅柱网与车辆段长向呈角度。停车列检库、双周三月检库、检修库等部位上下均为正交柱网，因此上下柱网成57°和64°角。咽喉区上部柱网与下部柱网其中一个方向呈45°角，另一方向无规则。由于上下部柱网的差异，对结构设计造成了很大的困难。上下柱在转换部位难以连续。
常见的转换型式有梁式转换和板式转换。梁式转换受力和传力均比较明确直接，且转换层还可提供一定的建筑、设备利用空间；板式转换受力和传力均比较复杂，且不明确，一般只在上下部结构非常不协调，无法采用梁式转换时才使用[3]。
本项目由于上盖户型比较稳定，根据工艺、建筑需求对柱网进行调整，使上盖的角柱和分户墙柱尽量贯通，因此选用梁式转换，转换梁设置在二层层顶，转换部位外圈设置转换梁，内部设置转换斜梁，力求结构规则、传力明确。
3 结构设计
为防止温度的不利作用，控制结构分缝长度，将车辆段结构单元长度控制在100m以内，上部住宅长度控制在约55m以内，商业控制在55~70m以内。
3.1 基础设计
场地范围内自上而下主要土层为：杂填土、素填土、暗塘土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土夹粉土、粉质黏土、粉砂、砾砂、含砾粉质黏土、全风化、强风化、中风化岩层。根据地质情况和柱荷载，并考虑调平设计，上盖住宅区采用φ1000钻孔灌注桩，无上盖住宅区采用φ800钻孔灌注桩，桩端持力层均选用中风化岩层。同时为减小沉降，桩端采用后注浆。
3.2 上部结构设计
3.2.1 计算模型
选取典型区块，运用库上盖开发区域中的一块，采用盈建科和PKPM分别进行建模分析。结构剖面示意图和转换层结构布置图见图3.2-1，整体计算模型和分塔示意图见图3.2-2。转换梁和转换柱中增设型钢，以提高其延性和承载力。计算楼层刚度比、楼层抗剪承载力比值、剪重比和有效质量参数时采用主楼外跨两跨模型，其余指标计算采用整体模型，计算时以基础作为上部结构的嵌固部位。
图3.2-1 结构剖面示意图和转换层结构布置图
图3.2-2整体计算模型和分塔示意图
3.2.2 计算参数
按照规范要求，基本计算参数见表3.2-1。同时进行抗震性能设计和分塔及整体的包络设计，共9个子模型：小震/中震弹性/大震不屈服+整体模型/分塔模型1/分塔模型2。
表3.2-1 基本计算参数
3.2.3 计算结果
盈建科和PKPM计算的主要结果见表3.2-2。
表3.2-2 上盖物业平台主要计算结果
通过以上计算分析，各项计算结果均满足规范要求。
3.3 转换梁设计
图3.3-1 转换梁三维实体模型
转换梁的受力较复杂，需单独分析，采用MIDAS软件，梁柱均采用实体单元模拟，进行三维分析，得到M、N、V、变形和应力等结果，再进行配筋。取一典型转换梁进行计算，跨度为12.6m，截面为1500*2200，转换柱截面为1800*1800，为使模型简化，荷载只施加竖向荷载，上部住宅的柱荷载简化为节点荷载（由于上部柱截面有一定宽度和长度，因此简化为6个荷载施加在梁截面上），每个节点荷载取400kN，共6*400=2400kN。为了使计算精确，划分网格时，梁截面宽度方向划分4份，梁高度方向也划分为4份。
根据三维计算结果获得转换梁的截面应力，然后用作图法得到钢筋承担的拉力，再计算得到纵向受拉钢筋面积，计算结果见表3.3-1和图3.3-2。PKPM计算结果见表3.3-2。
表3.3-1 MIDAS转换梁计算结果
图3.3-2 转换梁计算结果
表3.3-2 PKPM转换梁计算结果
PKPM和MIDAS的转换梁计算结果相差不大，由于MIDAS采用的是实体模型，因此配筋量要稍小一些。
4 结论
（1）地铁车辆段上盖物业开发，一、二层层高较高，住宅层层高较小，且上下柱网成57°和64°角，采用梁式转换，转换梁设置在二层层顶，转换部位外圈设置转换梁，内部设置转换斜梁，计算分析表明，该方案是合理可行的。
（2）转换梁的受力较复杂，计算分析表明，PKPM和MIDAS的计算结果相差不大，由于MIDAS采用的是实体模型，因此配筋量要稍小一些。
参考文献：
[1]高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ3—2010[S]·北京：中国建筑工业出版社，2011·
[2]建筑抗震设计规范：GB50011—2010[S]·北京：中国建筑工业出版社，2010·
[3]傅学怡·实用高层建筑结构设计[M]·2版·北京：中国建筑工业出版社，2010
论文作者:邱丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：上盖论文; 结构论文; 模型论文; 荷载论文; 住宅论文; 截面论文; 车辆论文; 《基层建设》2019年第26期论文;