郭維陽

(綠地控股集團江蘇房地產(chǎn)事業(yè)部，江蘇 南京 210006)

1 工程概況

金馬路地鐵上蓋項目位于江蘇省南京市棲霞區(qū)馬群街道，2棟單體是金馬路站上蓋物業(yè)北地塊的一部分，北至規(guī)劃青馬路，西至地鐵2號線。該地塊由9#樓、10#樓2棟樓組成，總建筑面積約為50 922 m2。建筑高度49.45 m。下部2層裙樓高度為11.2 m，是地鐵4號線既有站廳用房；上部2棟塔樓均為10層加建辦公。塔樓平面尺寸約為71.5 m×36.5 m。

兩棟辦公塔樓西側(cè)毗鄰地鐵軌行區(qū)如圖1～2，局部柱跨落于地鐵特別保護區(qū)之上，設(shè)計過程中需按照《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50909—2014)考慮上部建筑對下部站廳的影響；同時計算該辦公塔樓對地鐵軌道產(chǎn)生的不均勻沉降。主體結(jié)構(gòu)由于建筑功能的需要局部收進，因此存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，多塔結(jié)構(gòu)，塔樓偏置等多項不規(guī)則。

圖1 金馬交通樞紐總平面圖

圖2 金馬路地鐵上蓋項目效果圖

1.1 多塔結(jié)構(gòu)、塔樓偏置

地鐵上蓋項目往往因下部地鐵功能需要，底盤面積較上部開發(fā)物業(yè)所需面積大很多，從而形成上部多塔結(jié)構(gòu)體系[1]，如圖3所示。當單塔或多塔合質(zhì)心與大底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長20%時，即屬于塔樓偏置。該不規(guī)則屬于特別不規(guī)則。

圖3 地鐵車輛段柱網(wǎng)平面圖

1.2 新老結(jié)構(gòu)銜接

目前的上蓋物業(yè)開發(fā)設(shè)計都是以地鐵為主導(dǎo)，柱網(wǎng)尺寸優(yōu)先滿足地鐵功能需求，上部物業(yè)功能的價值實現(xiàn)受結(jié)構(gòu)制約非常明顯，且在施工時序上往往滯后于地鐵建設(shè)數(shù)年之久，開發(fā)建設(shè)成本成倍增加。在新老結(jié)構(gòu)體系的銜接上常常采用混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔震支座、鋼結(jié)構(gòu)等來降低對下部結(jié)構(gòu)的影響[3]。在建筑功能上通過設(shè)置轉(zhuǎn)換層大平臺、落地核心筒來滿足上蓋物業(yè)的動線需求。

1.3 已建工程概況

地鐵4號線金馬路站由地上2層進站大廳和局部地下1層島式站臺組成。地下1層島式車站為箱型框架結(jié)構(gòu)，分布于站廳西側(cè)，地上2層為混凝土框架結(jié)構(gòu)，站廳柱網(wǎng)間距以6.5～8.5 m為主。車站原設(shè)計加建7層混凝土框架結(jié)構(gòu)，3～5層為商業(yè)，6～9層為辦公。商業(yè)樓層(3～5層)預(yù)留樓面均布恒載標準值3kN/m2，等效均布活載標準值8.5kN/m2。辦公樓層(6～9層)預(yù)留樓面均布恒載標準值3kN/m2，等效均布活載標準值7kN/m2。屋面恒載標準值4kN/m2，活載標準值2kN/m2。既有建筑設(shè)計年限100年，重點設(shè)防類，結(jié)構(gòu)抗震等級為一級。

1.4 擬建工程設(shè)計

設(shè)計思路：①實現(xiàn)建筑功能需求，提升項目品質(zhì)，獲取更多溢價空間，便于大單定制；②減少對既有建筑的加固改造，降低施工過程中對地鐵運營的影響；③依據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范對結(jié)構(gòu)進行抗震計算分析，為地鐵建筑預(yù)留安全儲備；④實現(xiàn)項目利益最大化。

2 設(shè)計參數(shù)[2]

設(shè)計參數(shù)見表1。

塔樓分別采用SATWE和MIDAS BUILDING建立結(jié)構(gòu)模型，進行分析計算。兩軟件計算得到的結(jié)構(gòu)樓層質(zhì)量、樓層剪力、層間位移角等結(jié)果基本一致，驗證了計算結(jié)果的可靠性?？紤]偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比為1.22，大于規(guī)范限制1.2。

表1 主要設(shè)計參數(shù)

3 結(jié)構(gòu)方案比選

1)方案1：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。該方案(見圖4)結(jié)構(gòu)體系規(guī)整，豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)，不存在結(jié)構(gòu)薄弱層，結(jié)構(gòu)整體抗扭剛度較好，設(shè)計預(yù)留荷載充足，對下部結(jié)構(gòu)安全性影響較低，基礎(chǔ)沉降均勻。但是該設(shè)計將會導(dǎo)致辦公空間橫向進深長達49.3 m。該長度遠遠超出常規(guī)辦公樓進深設(shè)計尺寸，從而帶來戶內(nèi)辦公區(qū)屬的分割困難，增加銷售難度。豎向交通核位于建筑東側(cè)待建區(qū)域，西側(cè)建筑范圍在不增加豎向交通核的基礎(chǔ)上明顯難以滿足消防疏散要求。

圖4 混凝土框架結(jié)構(gòu)體系

2)方案2：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)多塔體系。鑒于減小對既有站廳功能影響，將建筑豎向交通核設(shè)于新建建筑東側(cè)兩端，采用縮小樓層平面面積，增加層數(shù)的方式實現(xiàn)建筑功能品質(zhì)提升，建筑橫向進深得以縮小。該方案為多塔結(jié)構(gòu)體系(見圖5)，存在塔樓Y向偏置、基礎(chǔ)沉降不均勻等問題。經(jīng)計算分析，部分框架柱的軸壓比超限，需要對下部框架柱進行鑒定加固，大部分柱的軸壓比接近限值，未能給地鐵建筑預(yù)留足夠安全儲備。

圖5 混凝土框架結(jié)構(gòu)多塔體系

3)方案3：鋼筋混凝土+鋼框架結(jié)構(gòu)多塔體系。為實現(xiàn)上部減重，減小對下部框架柱的加固改造工作，降低對運營線路的影響。新建建筑采用輕質(zhì)高強鋼結(jié)構(gòu)體系(見圖6)。該方案需解決模擬計算中阻尼比參數(shù)設(shè)定，轉(zhuǎn)換位置不同材料的穩(wěn)固連接問題。

圖6 混凝土+鋼框架結(jié)構(gòu)多塔體系

經(jīng)過量化分析，方案1與方案3分數(shù)相同，可為實現(xiàn)建筑功能最大化，做足容積率，我們采用方案3的結(jié)構(gòu)體系，該方案能有效避免了對下部站廳的加固改造，實現(xiàn)項目利益最大化。結(jié)構(gòu)體系方案量化評比見表2。

表2 結(jié)構(gòu)體系方案量化評比表

4 總 結(jié)

1)金馬路地鐵上蓋項目經(jīng)過多種方案比選，為實現(xiàn)建筑功能，滿足最大容積率要求，采用混凝土+鋼框架結(jié)構(gòu)體系；為最大限度降低建筑自重，墻體材料選用輕鋼龍骨石膏板。

2)為實現(xiàn)上下結(jié)構(gòu)平穩(wěn)過渡，增加1層型鋼混凝土過渡層，既保證加建結(jié)構(gòu)的可靠連接，又避免豎向剛度突變；同時減少對下部既有結(jié)構(gòu)的影響，保障地鐵正常運營。

3)在設(shè)計過程中，與地鐵相關(guān)單位對接較多，對項目的順利推進影響較大。筆者對地鐵部門關(guān)心的地震參數(shù)選擇、安全富裕度、軌道沉降等問題進行了詳細復(fù)核，均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

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