一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙结构及其位置调整方法

摘要

本发明涉及轨道交通车辆段上盖开发技术领域，公开了一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙位置调整的方法，它包括以下步骤：S1：设置过渡层；S2：设置倾斜的第二剪力墙；S3：建立结构整体计算分析模型；S4：进行多遇地震和风荷载作用下结构计算分析；S5：进行设防地震作用下结构计算分析；S6：进行罕遇地震作用下结构弹塑性计算分析；S7：二级开发阶段结构设计结束。本发明的有益效果是：能够实现二级开发阶段上部剪力墙位置调整，从而满足建筑平面布局调整的需要，解决了二级开发难以实施的难题，且结构成本较低、和住宅功能匹配度较高。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆段上盖开发技术领域，特别是一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙位置调整的方法。

背景技术

全落地剪力墙结构是建筑各层的剪力墙由上而下连续且竖向对齐设置并落到基础，而地铁车辆段上盖开发工程较多采用一级、二级两个开发阶段分级开发的模式，二级开发阶段往往滞后于一级开发阶段数月乃至数年时间，由于滞后这段时间，在二级开发阶段启动实施时，由于多种原因可能需要对一级开发阶段预留的盖上开发建筑方案进行修改，对于全落地剪力墙结构建筑，这种修改可能需要调整剪力墙的位置，而大库层剪力墙在一级开发阶段已经完成施工且投入运营，不具备调整位置的可能性，也不具备增加其它承重结构支撑上部调整位置的剪力墙，上部楼层建筑的剪力墙位置一旦调整将不再与大库层剪力墙竖向对齐，也没有其它能够直接支撑的结构，令全落地剪力墙在二级开发阶段上部楼层的剪力墙位置调整严重受限，二级开发难以实施，如图1所示为广州镇龙车辆段，在2015年前后一级开发的剪力墙结构示意图，目前车辆段已投入运营，不具备进入车辆段内部开展工程施工的条件，本工程一层为地铁车辆段（已运营），二层为预留的住宅配套小汽车库（尚未施工），小汽车库顶板为盖板，盖板上开发工程为住宅（尚未施工），采用的是全落地剪力墙结构，执行的是当时有效的技术标准，预留的住宅按当时市场主流的户型。

2019年本项目启动二级开发即小汽车库及盖上住宅设计工作，发现的主要问题有：

①一级开发时预留的住宅方案不满足现行技术标准的要求；

②住宅户型不满足目前市场的需要。

如果仍然按照预留住宅方案实施将发生的后果是：

①因不满足现行技术标准的要求，无法通过政府部门的审批，无法建设实施；

②住宅户型不满足目前市场的需要，将引起滞销。

要解决这些问题，就需要修改住宅方案，修改住宅方案就需要调整盖上住宅剪力墙的位置，由于一级开发阶段是按照全落地剪力墙结构预留的盖上住宅方案（住宅的剪力墙向下落到盖下车辆段内，即盖上盖下的剪力墙竖向是对齐的），二级开发阶段调整盖上住宅剪力墙位置，将引起盖上盖下剪力墙位置错开。

按现有工程技术，如果盖上盖下剪力墙位置错开，必须在一级开发阶段就按转换结构进行设计，但本工程一级开发阶段的车辆段已经实施并运营，不具备条件进入车辆段内施工，不具备把车辆段改造为转换结构的条件，由于这个问题对二级开发设计引起的制约，造成设计工作难以推进，本工程盖上住宅50余万平方米，若不能进行开发建设，将造成巨大的浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙位置调整的方法，以解决现有地铁车辆段中全落地剪力墙在二级开发阶段上部楼层的剪力墙位置调整严重受限的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙结构，包括上部层、过渡层以及大库层，所述过渡层叠在大库层的顶部，所述上部层叠在所述过渡层的顶部，所述大库层内具有若干第一剪力墙，所述过渡层内具有若干第二剪力墙，所述上部层上具有若干第三剪力墙，所述第二剪力墙的顶部与对应所述第三剪力墙连接，其底部与对应所述第一剪力墙连接，通过所述第二剪力墙连接的所述第三剪力墙与所述第一剪力墙之间存在偏移量△。

优选地，部分所述偏移量△为过渡层高度H的六分之一，其余偏移量为零。

一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙位置调整的方法，包括以下步骤：

S1：在二级开发阶段的上部层中选择与一级开发已完工的大库层相邻的楼层作为过渡层。

S2：在大库层顶板上设置普通第二剪力墙连接过渡层上方的上部层与大库层之间竖向对齐的第一剪力墙和第三剪力墙，同时设置倾斜的第二剪力墙连接过渡层上方的上部层与大库层之间竖向未对齐的第一剪力墙和第三剪力墙，倾斜的第二剪力墙的高度为H，其偏移尺寸为△，若△大于H/6，则修改过渡层上方的上部层的建筑方案令△不大于H/6。

S3：建立结构整体计算分析模型，其中大库层顶板、过渡层顶板采用能够真实反映面内面外刚度的弹性板模拟。

S4：进行多遇地震和风荷载作用下结构计算分析，其中地震作用采用振型分解反应谱法和时程分析法包络计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S41：在多遇地震作用下，各层层间位移角应不大于1/1000，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S42：在风荷载作用下，各层层间位移角应不大于1/1000，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S43：复核一级开发已完工的地基基础、不含大库顶板的结构构件，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S44：复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用不影响大库运营的加固方案。若无法加固则调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S45：复核一级开发阶段在大库顶板预留的剪力墙插筋是否满足要求，不满足要求时应采用不影响大库运营的加固方案。若无法加固则调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S46：按考虑面内面外内力完成过渡层顶板设计。

S47：完成其它结构设计。

S5：进行设防地震作用下结构计算分析，地震作用采用振型分解反应谱法计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S51：按中震弹性复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用与S44步骤相同的加固方案，并与S44步骤进行包络设计，若无法加固则调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S52：按中震弹性并考虑面内面外内力复核过渡层顶板，并与S46步骤进行包络设计。

S53：按与一级开发阶段一致的性能目标对一级开发阶段已完工结构构件进行复核，不满足要求且无法采取不影响大库运营的加固方案时需调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S54：按与一级开发阶段一致的性能目标对上述S51步骤、S52步骤、S53步骤以外的其它二级开发阶段的结构进行复核，并与S4步骤的计算结果包络设计。

S6：进行罕遇地震作用下结构弹塑性计算分析，地震作用采用动力弹塑性时程分析方法或静力弹塑性分析方法计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S61：各楼层弹塑性层间位移角不应大于1/120，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S62：按大震不屈服复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用与S51步骤相同的加固方案，并与S51步骤进行包络设计，若无法加固则调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S63：按大震不屈服并考虑面内面外内力复核过渡层顶板，并与S52步骤进行包络设计。

S64：按与一级开发阶段一致的性能目标对一级开发阶段已完工结构构件进行复核，不满足要求且无法采取不影响大库运营的加固方案时需调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S65：按与一级开发阶段一致的性能目标对上述S62、S63、S64步骤以外的其它二级开发阶段的结构进行复核，并与S4步骤、S5步骤的计算结果包络设计。

S66：考察结构在罕遇地震作用下的传力途径和特点，对倾斜的第二剪力墙及其与大库层顶板、过渡层顶板连接节点等复杂部位进行应力分析，并根据应力分析结果对墙、板厚度、配筋、节点构造等进行复核和调整，使结构在遭受预估罕遇地震作用时，达到经过一般修理后，可继续使用的性能目标。

S7：二级开发阶段结构设计结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：能够实现二级开发阶段上部剪力墙位置调整，从而满足建筑平面布局调整的需要，为实现上部楼层平面布局更加灵活的变化提供支持，解决了二级开发难以实施的难题，且结构成本较低、和住宅功能匹配度较高，建筑在各种作用下安全可靠。

附图说明

图1 为一级开发时的剪力墙的结构示意图；

图2 为二级开发时的剪力墙的结构示意图；

图中，1-大库层，2-过渡层，3-上部层，4-第一剪力墙，5-第二剪力墙，6-第三剪力墙。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图2所示，一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙结构，包括上部层3、过渡层2以及大库层1，过渡层2叠在大库层1的顶部，上部层3叠在过渡层2的顶部，大库层1内具有若干第一剪力墙4，过渡层2内具有若干第二剪力墙5（USM剪力墙），上部层3上具有若干第三剪力墙6，第二剪力墙5的顶部与对应第三剪力墙6连接，其底部与对应第一剪力墙4连接，通过第二剪力墙5连接的第三剪力墙6与第一剪力墙4之间存在偏移量△，通过上述结构，能够实现二级开发阶段上部剪力墙位置调整，从而满足建筑平面布局调整的需要，为实现上部楼层平面布局更加灵活的变化提供支持，解决了二级开发难以实施的难题，且结构成本较低、和住宅功能匹配度较高，建筑在各种作用下安全可靠。

在本实施例中，如图2所示，部分偏移量△为过渡层2高度H的六分之一，其余偏移量为零，已施工的大库层1预留的竖向钢筋可以按Δ/H的角度弯折后伸入第二剪力墙5；预留钢筋不足时，可以植筋补足并按Δ/H的角度弯折后伸入第二剪力墙5，否则无法实现大库层1与第二剪力墙5之间钢筋连接，不能满足工程安全的要求。

实施例2：

如图2所示，一种地铁车辆段上盖开发的剪力墙位置调整的方法，包括以下步骤：

S1：在二级开发阶段的上部层3中选择与一级开发已完工的大库层1相邻的楼层作为过渡层2。

S2：在大库层1顶板上设置普通第二剪力墙5连接过渡层2上方的上部层3与大库层1之间竖向对齐的第一剪力墙4和第三剪力墙6，同时设置倾斜的第二剪力墙5连接过渡层2上方的上部层3与大库层1之间竖向未对齐的第一剪力墙4和第三剪力墙6，倾斜的第二剪力墙5的高度为H，其偏移尺寸为△，若△大于H/6，则修改过渡层2上方的上部层3的建筑方案令△不大于H/6，Δ≤H/6时，已施工的大库层1预留的竖向钢筋可以按Δ/H的角度弯折后伸入第二剪力墙5；预留钢筋不足时，可以植筋补足并按Δ/H的角度弯折后伸入第二剪力墙5，否则无法实现大库层1与第二剪力墙5之间钢筋连接，不能满足工程安全的要求。

S3：建立结构整体计算分析模型，其中大库层1顶板、过渡层2顶板采用能够真实反映面内面外刚度的弹性板模拟。

S4：进行多遇地震和风荷载作用下结构计算分析，其中地震作用采用振型分解反应谱法和时程分析法包络计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S41：在多遇地震作用下，各层层间位移角应不大于1/1000，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S42：在风荷载作用下，各层层间位移角应不大于1/1000，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S43：复核一级开发已完工的地基基础、不含大库顶板的结构构件，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S44：复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用不影响大库运营的加固方案。若无法加固则调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S45：复核一级开发阶段在大库顶板预留的剪力墙插筋是否满足要求，不满足要求时应采用不影响大库运营的加固方案。若无法加固则调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S46：按考虑面内面外内力完成过渡层2顶板设计。

S47：完成其它结构设计。

S5：进行设防地震作用下结构计算分析，地震作用采用振型分解反应谱法计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S51：按中震弹性复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用与S44步骤相同的加固方案，并与S44步骤进行包络设计，若无法加固则调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S52：按中震弹性并考虑面内面外内力复核过渡层2顶板，并与S46步骤进行包络设计。

S53：按与一级开发阶段一致的性能目标对一级开发阶段已完工结构构件进行复核，不满足要求且无法采取不影响大库运营的加固方案时需调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S54：按与一级开发阶段一致的性能目标对上述S51步骤、S52步骤、S53步骤以外的其它二级开发阶段的结构进行复核，并与S4步骤的计算结果包络设计。

S6：进行罕遇地震作用下结构弹塑性计算分析，地震作用采用动力弹塑性时程分析方法或静力弹塑性分析方法计算，并对计算结果进行复核，复核步骤如下：

S61：各楼层弹塑性层间位移角不应大于1/120，不满足时应调整建筑方案或结构方案，然后重复上述各步骤。

S62：按大震不屈服复核一级开发已完工的大库顶板，不满足要求时应采用与S51步骤相同的加固方案，并与S51步骤进行包络设计，若无法加固则调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S63：按大震不屈服并考虑面内面外内力复核过渡层2顶板，并与S52步骤进行包络设计。

S64：按与一级开发阶段一致的性能目标对一级开发阶段已完工结构构件进行复核，不满足要求且无法采取不影响大库运营的加固方案时需调整建筑方案或结构方案，重复上述各步骤。

S65：按与一级开发阶段一致的性能目标对上述S62、S63、S64步骤以外的其它二级开发阶段的结构进行复核，并与S4步骤、S5步骤的计算结果包络设计。

S66：考察结构在罕遇地震作用下的传力途径和特点，对倾斜的第二剪力墙5及其与大库层1顶板、过渡层2顶板连接节点等复杂部位进行应力分析，并根据应力分析结果对墙、板厚度、配筋、节点构造等进行复核和调整，使结构在遭受预估罕遇地震作用时，达到经过一般修理后，可继续使用的性能目标。

S7：二级开发阶段结构设计结束。

车辆段上盖开发建筑工程采用全落地剪力墙结构且大库层1已经完工，二级开发阶段上部楼层剪力墙位置往往需要调整时，以满足上部楼层平面布局变化的需要，这种平面布局调整，往往是建筑工程技术标准的要求或建筑销售市场的要求，原有的结构体系无法实现这种调整，而通过上述调整方法，能够实现二级开发阶段上部剪力墙位置调整，从而满足建筑平面布局调整的需要，为实现上部楼层平面布局更加灵活的变化提供支持，解决了二级开发难以实施的难题，且结构成本较低、和住宅功能匹配度较高，建筑在各种作用下安全可靠。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。