第４１卷第１８期 ２ ０ １ ５年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１８ Ｊｕｎ． ２０１５ ・３７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１５）１８—００３７－０２ 某城市轨道交通运营控制中心结构设计 李宝雄摘张雪涛谷宇春 １０００３７） （北京城建设计发展集团股份有限公司，北京要：结合工程实例，介绍了某城市轨道交通运营控制中心结构设计方案，从工程概况、主要设计标准、主体结构体系及难点处 理、地基基础设计等方面进行了论述，针对性地解决了本工程设计难点问题，采取了相应的技术措施，使本工程达到了良好的经济 效益和社会效益。 关键词：轨道交通，控制中心，结构设计 中图分类号：ＴＵ３１８ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 根据功能组成及规划条件，某城市轨道交通运营控制中心为 ０．４０ Ｓ，水平地震影响系数最大值为０．１６８。按照当地规定，轨道 交通项目应当进行地震安全性评价；根据本项目《工程场地地震 地震动参数见表１。小震计算采用安评报告提供参数 集中式的控制中心，规模按６条轨道交通线路（１～６号线）的控制 安全报告》， 中心（ＯＣＣ）及线网指挥协调中心（ＴＣＣ）考虑。控制中心出地面 与抗震规范参数的包络值计算。后分为主塔、裙楼。裙楼地上５层，高度２２．８５ ｍ，主要功能为 ＯＣＣ的设备用房及控制大厅，框架结构；主楼地上１Ｉ层，高度 表１场地１Ｏ０年设计地震动 峰值加速度及反应谱参数值（阻尼比为０．０５） 位置 超越概率水准 ｌ／ｓ １ ｓ ５ ｓ Ａ ／ｇａｌ 卢ｍａｘ ７ １０ｏ年６３％ ０．１０ ０．４５ ２．２５ ７９ ５４．１５ ｍ，主要为ＴＣＣ，ＡＣＣ等中心和管理办公用房，框剪结构。 室内外高差０．４５ ｍ，设置１层地下室，地下室层高６．８９ ｍ（纯地下 室４．８０ ｎｌ、夹层２．０９ ｍ），地上层高４．５ ｍ，４．２ ｍ。纯地下室顶板 ７／１ ￣ｘｍａｘ ２．２５ ０．９ｏ ０．０２ ０．１７８ 地表面 １００年１０％ Ｏ．１０ Ｏ．５５ ２．７５ １００年２％ Ｏ．１０ ０．７５ ３．７５ ２５３ ４３３ ２．２５ Ｏ．９Ｏ Ｏ．ｏ２ ０．５６９ ２．２５ Ｏ．９０ ０．Ｏ２ ０．９５２ （无上部结构）覆土１．７４ ｍ。地下室最大长度为１７１ ｍ，最大宽度 ３ 主体结构体系及难点处理 为７１ ｍ。为减小温度应力影响，出地面后主楼与裙楼之间设置一 ３．１ 单跨结构及处理 道变形缝，兼作抗震缝，缝宽１５０ ｍｍ。主楼纵向尺寸１００ ｍ，横向 主楼采用框架一剪力墙形式，裙楼采用框架结构。裙楼４层、 尺寸３０ ｍ；裙楼纵向尺寸１５０ ｍ，横向尺寸２１ ｍ，长宽比７．１。 控制中心鸟瞰效果图见图１。 ５层控制中心大厅由于建筑使用功能限制，需抽掉④⑩轴部分柱， 形成大空间方便使用，使得结构出现单跨结构：屋顶连续梁 １０根，单跨梁６根。《建筑抗震设计规范》６．１．５条“甲、乙类建筑 以及高度大于２４ ｍ的丙类建筑，不应采用单跨框架结构”。故裙 房顶层大跨度单跨框架结构的竖向构件采取性能化设计，即斜截 面承载力中震弹性、正截面承载力中震不屈服。同时考虑到裙楼 体型复杂，采用了两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计 算。主要参数计算如表２所示。 计算结果表明，ＰＫＰＭ与ＹＪＫ计算主要参数近似，且均满足 图１控制中心鸟瞰效果图 规范要求。性能化构件配筋计算见表３。 计算表明，中震不屈服时，斜截面箍筋加密区基本无变化，非 ２主要设计标准 斜截面箍筋加密区和非加密区都增加，非加 设计使用年限１００年，结构安全等级为一级。建筑抗震设防 加密区；中震弹性时，类别为乙类（重点设防类）。抗震设防烈度为７度，设计基本地震 密区增加一半。中震不屈服时，正截面纵筋较小震弹性增加 加速度０—１５ｇ，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类。按照 ２．２倍；中震弹性时，正截面纵筋较小震弹性增加２．８倍。ＧＢ ５００１１＿＿２０１０建筑抗震设计规范，其震动反应谱特征周期为 ３．２［１］ＧＢ ５００１１—２０１０，抗震设计规范［ｓ］． 走廊及处理 ［３］ 童根树．钢结构的平面内稳定［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社．２０ｏ５． ［２］ ＧＢ ５００１７－－２００３，钢结构设计规范［ｓ］． Ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ ｏｎ ｈｅｔｅｒｏｔｙｐｉｃ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ Ｓｕ Ｊｉａｎ Ｚｈｏｕ Ｊｉａｎｌｕ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ｈｅｔｅｒｏｔｙｐｉｃ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｊｏｉｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕ— ｌａｒ ｔｕｂｅ ｊｏｉｎｔ，ｈｅｔｅｒｏｔｙｐｉｃ Ｈ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｔｕｂｅ ｊｏｉｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｒｇｉｄ ｊｏｉｎｔ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｒａｔｉｏｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｍａｋｅｓ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｒａｔｉｏｎａ１．ｓａｆｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅｔｅｒｏｔｙｐｉｃ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｉｒｃｕｌａｒ—ｔｕｂｅ ｊｏｉｎｔｓ，ｇｒｉｄ，ｕｍｂｒｅｌｌａ ｌａｔｔｉｃｅ ｃｏｌｕｍｎ 收稿日期：２０１５—０４・１１ 作者简介：李宝雄（１９８２一），男，工程师； 张雪涛（１９８８．），男，助理工程师； 谷宇春（１９７０一），女，高级工程师 ・３８・ 第４１卷第１８期 ２ ０ １ ５年６月 表２主要计算参数 参数 向 ＰＫＰＭ 山 西 建 筑 降观测等。 小震 １／６ｌ２ 中震 １／２１９ ４．３抗浮设计 抗浮设计水位标高为室外标高以下０．５ ｍ，即基础底标高以 上６．３ ｍ，需要考虑地下水浮力对结构不利影响。以纯地下室为 位移角 Ｙ向 ＹＪＫ ＰＫＰＭ １／６２８ １／５６５ ｌ／２２２ １／２０２ ＹＪＫ １／６１６ １／２２０ 例，考虑到结构自重、地下室顶覆土、基础板上回填，抗浮系数为 １．００＜１．０５，不满足抗浮要求。 考虑到工程桩对抗浮的要求，抗浮系数为１．１５＞１．０５，满足 向 ＰＫＰＭ １．３５ １．３５ 位移比 Ｙ向 ⅥＫ ＰＫＰＭ １．３３ １．０７ １．３２ １．０７ ＹＪＫ １，Ｏ３ １．０３ ０．７９５ ６ ０．７０１ ４ ０．８８ 抗浮要求。同时工程桩单桩竖向抗拔承载力特征值按照抗浮计 算需要确定，在确保安全的前提下，以方便试桩及节约造价。 ０．７９５ ６ ＰＫＰＭ ０．７０１ ４ 周期 ＹＪＫ Ｔ Ｔ ０．Ｏ．８８ ５超长设计 运营控制中心由主楼和裙楼两部分组成，地下室最大长度为 １７１ ｍ，最大宽度为７１ ｍ。为减小温度应力影响，出地面后主楼与 裙楼之间设置一道变形缝，兼作抗震缝，缝宽１５０ ｍｍ。主楼纵向 尺寸１００ ｍ，横向尺寸３０ ｍ；裙楼纵向尺寸１５０ ｍ，横向尺寸２１ ｍ。 ７７２ ７ ０．７７２ ３ ０．６７７ ０ Ｏ８８ ．０．６７６ ８ ０．８８ 表３性能化构件配筋计算 构件 配筋率 小震弹性 大跨度柱箍筋 大跨度柱纵筋 Ｇ３．４．２．５ １．７８％ 中震不屈服 Ｉ Ｇ３．４．１．７ ３．８９％ ｌ ｌ中震弹性 ｃ４．０．３．６ ４．９７％ 因建筑功能、工艺需要，主楼、裙楼结构不能再增设变形缝。 为解决结构超长、温度应力及混凝土收缩对结构的不利影 响，结构设计采取以下结构措施： 建筑功能需要，ＯＣＣ控制大厅在４层、５层通高设置，且５层 １）纵向结构梁采用预应力混凝土梁，考虑到施工方便，框架 需要设置参观走廊，即４层顶板大范围开洞。故一般的楼板刚性 梁施加缓粘结预应力。楼板、屋面板采用无粘结预应力，施加温 假定不成立，设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响，采用了楼 度预应力。２）加强梁、板内温度抗裂构造钢筋。适当增加通长 板弹性膜假定计算。同时走廊对主体结构的影响采取ＰＫ单榀模 钢筋，尽量采用直径细、间距密的布筋方法，以减小可能出现的 型核算，在构造上适当加强。 温度、收缩裂缝宽度。３）混凝土原材料应采用低收缩、低水化热 ３．３悬挑及处理 水泥（例如粉煤灰水泥等），采用碎石骨料；顶底板均采用补偿收 主楼、裙楼存在悬挑结构，最大悬挑５．２ ｍ，裙楼顶层存在 缩混凝土；同时应严格控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量， １８ ｍ大跨结构。在地震工况计算时，考虑竖向地震作用，并验算 严格控制水灰比不大于０．５。４）设置沉降后浇带、温度收缩后 结构变形。 浇带，后浇带宽度０．８ ｍ～１．０ ｍ，温度收缩后浇带内的混凝土在 两侧结构完成两个月后浇筑，浇筑时应用高一强度等级的微膨 胀混凝土浇筑。控制后浇带封灌时间，应尽量选择温度较低时 ４地基基础设计 ４．１基础设计 使结构缓慢降温，以 本工程裙楼、纯地下室基础采用桩基＋防水板，主楼基础采 进行后浇带的浇筑。５）适当延长养护时间，温差过大引起裂缝；基础部分及早回填保湿保温， 用桩筏，桩基为水下灌注桩。考虑到场地钻孔遇孤石比例达 防温度骤变、顶板保水养护时间不少于１４ ｄ。６）屋面 ３２．２％，桩采用冲孔灌注桩基础。工程桩坐落在⑥。散体状强风 以减少温度收缩裂缝；建筑物周边建筑围护墙封闭，减小室内外温差对 化花岗岩，防水板坐落在⑩ ，残积砂质粘性土。建筑地基基础设 设建筑保温层，计等级为甲级。 结构的不利影响。 ４．２沉降计算 由于变形缝自地下室顶以上贯通，地下室及基础连成一体， ６结语 本工程结构设计中，结合场地环境、建筑方案、周边结构特 程达到了安全可靠、经济合理。 故必须对基础整体沉降、差异沉降进行合理的协调控制，以满足 点，针对性解决本工程设计难点问题，采取了相应的结构措施，工 整体地基基础变形要求。 通过桩基布置及调整，计算表明主楼最大沉降４６ ｉｎｍ，裙楼最 参考文献： 大沉降４４ ｍｍ，纯地下室最大沉降３２ Ｉｎｍ。最大差异沉降０．００５ ７５， ［１］ＧＢ ５０００７－－２０１１，建筑地基基础设计规范［Ｓ］． 满足规范要求。 ［２］ＪＧＪ ９４－－２００８，建筑桩基技术规范［Ｓ］． 从施工角度出发，沿主楼、裙楼外轮廓设置沉降后浇带，待两 ［３］ ＧＢ ５００１０－－２０１０，混凝土结构设计规范［ｓ］． 侧结构封顶，根据沉降观测结果，确定后浇带封灌时问，并不少于 ［４］ ＧＢ ５００１１＿２０１０，建筑抗震设计规范［Ｓ］． 两个月；以减少地基基础的不均匀沉降，同时加强整个建筑的沉 ［５］ ＧＢ ５０１５７－－２０１３，地铁设计规范［Ｓ］． Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｃｉｔｙ’Ｓ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ＯＣＣ Ｌｉ Ｂａｏｘｉｏｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｘｕｅｔａｏ Ｇｕ Ｙｕｃｈｕｎ （Ｂｅｉｉｆｎｇ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ａ ｃｉｔｙ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｐｏｒ— ｔａｔｉｏｎ，ｍａｄｅ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｍａｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ，ｍａｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ，ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｄｏｐｔ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｏ ｅｎａｂｌｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｃｈｉｅｖｅ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｅｎｔｅｒ，ｓｔｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒ
