广州地铁设计研究院有限公司 510010
摘要：对广州市典型的与物业开发结合的万博站进行抗震计算。对该车站的计算模型进行简化，并计算车站抗震工况与常规工况下的结构内力，抗震工况采用抗震规范中的反应位移法计算。对车站在抗震工况与常规工况下的内力及配筋进行比较，指出起控制作用的工况。
关键词：地铁车站；抗震计算；反应位移法
引言：
目前，越来越多的地铁车站选择与物业开发结合，车站直接连通地下商场，有效引导客流，方便乘客出行也增加了物业价值。与物业开发结合的地下地铁车站结构形式比常规车站复杂很多，抗震计算也较为复杂。
2014年颁布的《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909-2014）[1]（下文简称“抗震规范”）成为地铁工程抗震设计的重要依据。根据抗震规范，地铁车站的抗震计算可采用反应位移法、反应加速度法和时程分析法。地铁车站结构的抗震工况与常规工况相比，计算配筋是否起控制作用也是需要研究的问题。本文选取广州市典型的与物业开发结合的万博地铁车站，将车站计算模型进行简化，采用抗震规范的反应位移法计算该地铁车站结构的内力，通过比较抗震工况与常规工况的内力及配筋计算结果，探讨抗震工况是否在该地铁车站配筋计算中起控制作用，为今后同类型的工程提供参考。
1.与物业开发结合的万博站抗震计算
1.1 工程概况
万博站延番禺汉溪大道下方敷设，车站总长262.5米，为地下三层五跨车站。站厅层标准段宽度37.9米，站台层标准段宽度21.9米，呈东西走向。底板埋深22.95米。车站的北面及南面侧墙均连通地下物业。
车站与周边地下物业接口关系：车站南面各层梁与地下物业共用相邻柱。车站南面无水土压力。车站北面底板不与物业连接，车站负一、二层板与物业设缝连接，变形缝宽20mm。车站北面侧墙负三层有水土压力，负一层及负二层无水土压力。
（1）车站位置地层
车站位置地层自上而下依次为<1>杂填土层；<4N-2>粘土层；<5Z-2>混合花岗岩可塑状残积土层；<6Z>混合花岗岩全风化层。
（2）地下水位的选取
地铁车站结构设计通常考虑高水位和低水位两种水位条件。根据以往的工程经验，地铁车站底板内力通常由高水位条件控制，即水位取至地面处，因此抗震计算时只考虑高水位条件。
（3）地震作用基准面的选取
反应位移法以地震作用基准面作为计算基准。根据抗震规范，地震作用基准面应在基岩面（剪切波速大于500m/s为基岩）和底板以下2H处（H为车站高度）两者之间取较深的位置。根据以上原则，本站基准面埋深H=67.3m
（4）地震作用
根据本地铁线路《地震安全性评价报告》本工程50年超越概率10％所对应的地面平均峰值加速度为0.119g。本工程按地面峰值加速度0.119g进行E2地震作用下的抗震性能验算。
1.2 计算模型及参数
车站南面，考虑到车站与物业直接连接，而物业结构体型较大，计算模型往物业方向延伸3跨，计算模型在这一侧边界无水、土压力。考虑物业结构各层梁对计算模型各层梁的弹簧作用，物业结构梁的截面为600mmX800mm，横向跨度为8m，弹簧的弹性系数1890MPa。车站北面，车站底板不与物业连接，其余各层板与物业各层板设缝连接，车站北面负三层边界考虑土体运动作用，负一、二层由于与物业设缝连通，不考虑土体作用。仅考虑车站部分的计算结果。以主体结构标准段为例，取各构件中心线绘制反应位移法计算简图，如图1所示。
1.3 抗震工况与常规工况比较
常规工况的最大弯矩和剪力地方都出现在底板的角点，与抗震工况一致。常规工况设计值比由反应位移法计算出的抗震工况弯矩大23%~60%，如表1所示。
根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）[2]车站结构设计除考虑承载力的极限状态外，因处于地下水环境中，还要验算正常使用极限状态混凝土构件裂缝宽度。按照《混凝土结构耐久性设计规范》（GB 50476-2008）[3]，钢筋混凝土构件迎水面最大计算裂缝宽度允许值为0.2mm。经计算与侧墙交接处底板迎水面的计算配筋量，各工况的关系为：正常使用极限状态裂缝宽度0.2mm工况>承载能力极限状态工况>抗震工况。其中0.2mm裂隙宽度控制工况比常规承载力工况大30%。况。因此，在本站车站设计中，对底板配筋起控制作用的是常规工况。
2.结论
本文对广州市典型的与物业结合的万博地铁车站进行了抗震计算，采用反应位移方法得到车站结构的内力及配筋，并与常规工况进行比较，主要结论如下：各计算工况的配筋量关系为：正常使用极限状态裂缝宽度0.2mm工况>承载能力极限状态工况>抗震工况。故本车站抗震工况不起配筋控制作用。
参考文献：
[1]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（GB 50909-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.
[2]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]中华人民共和国国家标准.混凝土结构耐久性设计规范（GB 50476-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
论文作者:杨婧
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/27
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