与地下物业结合的地铁车站结构抗震设计研究

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1、与地下物业结合的地铁车站结构抗震设计研究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。与物业幵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

2、轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)[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宄的问题。木文选取广州市典型的与物业开发结合的万傅地铁车站，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傅站抗震计算1.1工程概

3、况万溥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，呈东丙走向。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U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<l>杂填土层；<4N-2>粘土层;<5Z-2>混合花岗岩可塑状残积土层

4、；<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，地铁午站底板内力通常由高水位条件控制，即水位取至地面处，因此抗震计算吋只考虑高水位条件。(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0.11

5、9g。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

6、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zjo根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[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》(GB50476-2008)[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.

7、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(GB50909-2014)[S].北

8、京：中国计划出版社，20