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1工程概況

根據(jù)功能組成及規(guī)劃條件，某城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心為集中式的控制中心，規(guī)模按6條軌道交通線路(1～6號(hào)線)的控制中心(OCC)及線網(wǎng)指揮協(xié)調(diào)中心(TCC)考慮?？刂浦行某龅孛婧蠓譃橹魉?、裙樓。裙樓地上5層，高度22．85m，主要功能為OCC的設(shè)備用房及控制大廳，框架結(jié)構(gòu);主樓地上11層，高度54．15m，主要為TCC，ACC等中心和管理辦公用房，框剪結(jié)構(gòu)。室內(nèi)外高差0．45m，設(shè)置1層地下室，地下室層高6．89m(純地下室4．80m、夾層2．09m)，地上層高4．5m，4．2m。純地下室頂板(無上部結(jié)構(gòu))覆土1．74m。地下室最大長(zhǎng)度為171m，最大寬度為71m。為減小溫度應(yīng)力影響，出地面后主樓與裙樓之間設(shè)置一道變形縫，兼作抗震縫，縫寬150mm。主樓縱向尺寸100m，橫向尺寸30m;裙樓縱向尺寸150m，橫向尺寸21m，長(zhǎng)寬比7．1。

2主要設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)使用年限100年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。建筑抗震設(shè)防類別為乙類(重點(diǎn)設(shè)防類)?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0．15g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。按照GB50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，其震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0．40s，水平地震影響系數(shù)最大值為0．168。按照當(dāng)?shù)匾?guī)定，軌道交通項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià);根據(jù)本項(xiàng)目《工程場(chǎng)地地震安全報(bào)告》。小震計(jì)算采用安評(píng)報(bào)告提供參數(shù)與抗震規(guī)范參數(shù)的包絡(luò)值計(jì)算。

3主體結(jié)構(gòu)體系及難點(diǎn)處理

3．1單跨結(jié)構(gòu)及處理

主樓采用框架—剪力墻形式，裙樓采用框架結(jié)構(gòu)。裙樓4層、5層控制中心大廳由于建筑使用功能限制，需抽掉??軸部分柱，形成大空間方便使用，使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)單跨結(jié)構(gòu):屋頂連續(xù)梁10根，單跨梁6根?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》6．1．5條“甲、乙類建筑以及高度大于24m的丙類建筑，不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)”。故裙房頂層大跨度單跨框架結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件采取性能化設(shè)計(jì)，即斜截面承載力中震彈性、正截面承載力中震不屈服。同時(shí)考慮到裙樓體型復(fù)雜，采用了兩個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，PKPM與YJK計(jì)算主要參數(shù)近似，且均滿足規(guī)范要求。性能化構(gòu)件配筋計(jì)算見表3。計(jì)算表明，中震不屈服時(shí)，斜截面箍筋加密區(qū)基本無變化，非加密區(qū);中震彈性時(shí)，斜截面箍筋加密區(qū)和非加密區(qū)都增加，非加密區(qū)增加一半。中震不屈服時(shí)，正截面縱筋較小震彈性增加2．2倍;中震彈性時(shí)，正截面縱筋較小震彈性增加2．8倍。

3．2走廊及處理

建筑功能需要，OCC控制大廳在4層、5層通高設(shè)置，且5層需要設(shè)置參觀走廊，即4層頂板大范圍開洞。故一般的樓板剛性假定不成立，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響，采用了樓板彈性膜假定計(jì)算。同時(shí)走廊對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響采取PK單榀模型核算，在構(gòu)造上適當(dāng)加強(qiáng)。

3．3懸挑及處理

主樓、裙樓存在懸挑結(jié)構(gòu)，最大懸挑5．2m，裙樓頂層存在18m大跨結(jié)構(gòu)。在地震工況計(jì)算時(shí)，考慮豎向地震作用，并驗(yàn)算結(jié)構(gòu)變形。

4地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4．1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程裙樓、純地下室基礎(chǔ)采用樁基+防水板，主樓基礎(chǔ)采用樁筏，樁基為水下灌注樁?？紤]到場(chǎng)地鉆孔遇孤石比例達(dá)32．2%，樁采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)。工程樁坐落在瑏瑧-2散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，防水板坐落在瑏瑡-1殘積砂質(zhì)粘性土。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

4．2沉降計(jì)算

由于變形縫自地下室頂以上貫通，地下室及基礎(chǔ)連成一體，故必須對(duì)基礎(chǔ)整體沉降、差異沉降進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)控制，以滿足整體地基基礎(chǔ)變形要求。通過樁基布置及調(diào)整，計(jì)算表明主樓最大沉降46mm，裙樓最大沉降44mm，純地下室最大沉降32mm。最大差異沉降0．00575，滿足規(guī)范要求。從施工角度出發(fā)，沿主樓、裙樓外輪廓設(shè)置沉降后澆帶，待兩側(cè)結(jié)構(gòu)封頂，根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果，確定后澆帶封灌時(shí)間，并不少于兩個(gè)月;以減少地基基礎(chǔ)的不均勻沉降，同時(shí)加強(qiáng)整個(gè)建筑的沉降觀測(cè)等。

4．3抗浮設(shè)計(jì)

抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為室外標(biāo)高以下0．5m，即基礎(chǔ)底標(biāo)高以上6．3m，需要考慮地下水浮力對(duì)結(jié)構(gòu)不利影響。以純地下室為例，考慮到結(jié)構(gòu)自重、地下室頂覆土、基礎(chǔ)板上回填，抗浮系數(shù)為1．00＜1．05，不滿足抗浮要求?？紤]到工程樁對(duì)抗浮的要求，抗浮系數(shù)為1．15＞1．05，滿足抗浮要求。同時(shí)工程樁單樁豎向抗拔承載力特征值按照抗浮計(jì)算需要確定，在確保安全的前提下，以方便試樁及節(jié)約造價(jià)。

5超長(zhǎng)設(shè)計(jì)

運(yùn)營(yíng)控制中心由主樓和裙樓兩部分組成，地下室最大長(zhǎng)度為171m，最大寬度為71m。為減小溫度應(yīng)力影響，出地面后主樓與裙樓之間設(shè)置一道變形縫，兼作抗震縫，縫寬150mm。主樓縱向尺寸100m，橫向尺寸30m;裙樓縱向尺寸150m，橫向尺寸21m。因建筑功能、工藝需要，主樓、裙樓結(jié)構(gòu)不能再增設(shè)變形縫。為解決結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)、溫度應(yīng)力及混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取以下結(jié)構(gòu)措施:

1)縱向結(jié)構(gòu)梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁，考慮到施工方便，框架梁施加緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。樓板、屋面板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，施加溫度預(yù)應(yīng)力。

2)加強(qiáng)梁、板內(nèi)溫度抗裂構(gòu)造鋼筋。適當(dāng)增加通長(zhǎng)鋼筋，盡量采用直徑細(xì)、間距密的布筋方法，以減小可能出現(xiàn)的溫度、收縮裂縫寬度。

3)混凝土原材料應(yīng)采用低收縮、低水化熱水泥(例如粉煤灰水泥等)，采用碎石骨料;頂?shù)装寰捎醚a(bǔ)償收縮混凝土;同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土外加劑的品種、質(zhì)量和劑量，嚴(yán)格控制水灰比不大于0．5。

4)設(shè)置沉降后澆帶、溫度收縮后澆帶，后澆帶寬度0．8m～1．0m，溫度收縮后澆帶內(nèi)的混凝土在兩側(cè)結(jié)構(gòu)完成兩個(gè)月后澆筑，澆筑時(shí)應(yīng)用高一強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土澆筑?？刂坪鬂矌Х夤鄷r(shí)間，應(yīng)盡量選擇溫度較低時(shí)進(jìn)行后澆帶的澆筑。

5)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，使結(jié)構(gòu)緩慢降溫，以防溫度驟變、溫差過大引起裂縫;基礎(chǔ)部分及早回填保濕保溫，以減少溫度收縮裂縫;頂板保水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

6)屋面設(shè)建筑保溫層，建筑物周邊建筑圍護(hù)墻封閉，減小室內(nèi)外溫差對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。

6結(jié)語

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境、建筑方案、周邊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)性解決本工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)問題，采取了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，工程達(dá)到了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

作者：李寶雄 張雪濤 谷宇春 單位：北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司