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摘要：针对地铁车辆段上盖物业开发，盖体平台面积较大，结构复杂，文中探讨了转换层的设置部位，转换层下柱网和层高的布置原则，对多遇地震情况下的复杂高层结构的计算，对转换构件采用中震弹性和大震不屈服验算，对施工模拟荷载和一次性加载进行比较，同时对转换层采取多种结构构造措施。
关键词：地铁车辆段；转换层；结构设计
Abstract: Based on the subway car depot cover property development, cover body platform area is larger, the structure is complex, this paper discusses the conversion layers set position, convert the layer and layer are tall column grid of the layout of the principle of an earthquake in the complex high-rise structure calculation, to convert the shock of elastic component and strong earthquakes do not yield analysis, analog load of construction and one-time loading comparison, at the same time for conversion layers to take a variety of structural measures.
Key Words: subway car depot; conversion layers; structure design
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
引言：《高规》[1]将设置转换结构的楼层命名为转换层，包括转换结构构件，即完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，含水平结构构件及其以下的竖向结构构件。考虑到土地的集约化高强度开发利用，提高土地有效利用率，把城市地铁车辆段分成盖上和盖下两部分，盖上开发为一个综合小区，有办公楼、住宅等，房屋跨度小，而盖下为停放地铁车辆的生产房屋，跨度较大，通过转换层把它们联系起来，转换层既是一个重要的、复杂构造层，也是目前地铁车辆段物业开发设计的关键和难点，笔者以天童庄车辆段的转换层结构设计问题进行探讨，为类似工程提供设计思路和参考。
1、工程概况
天童庄车辆段总用地面积为38.4万平方米，东西长约1300米，南北宽约330米，盖上住宅建筑面积为14.96万平方米，住宅套数为1464套，盖上宿舍建筑面积7.8万平方米，共1342个标准间，盖上还有地铁办公楼，写字楼、小区活动中心等其他房屋，整个盖上部分体量较大，布置紧凑，功能分区明确；盖下为检修主廠房、运用库、维修车间、镟轮库、物资库、轮对踏面检测库、污水处理站等地铁车辆段生产房屋。整个车辆段顶板大平台连成整体，顶板以上均为多、高层建筑及景观绿地，以抗震缝兼伸缩缝划分为若干个独立区块，形成带裙楼的大底盘多、高层房屋。
车辆段上盖物业剖面示意图
2、盖下柱网布置原则及转换层结构的特点
2.1盖下柱网布置原则
布置原则主要依据的条件是：轨道间线间距、车辆限界要求，地铁设备、吊车设备的限制。
根据《地铁规范》[2]，地铁车辆段所有构筑物和建筑物必须满足地铁车辆限界的要求，满足车辆段设备的要求，该车辆段为B型车, 车体宽度为2.8 m,根据各车库有关部位最小尺寸表，推算出轨道间最小线间距和各车库的柱轴线跨度。
由于车辆段内面积最大的是运用库，两柱之间主要跨度按2轨道设计，跨度12.6m，可以满足限界要求，从结构计算方面考虑，也比较合理，其他跨度按工艺要求进行布置。柱距可以按盖上物业决定。
库外及出入段咽喉区的柱网，由于此处的线路特点, 很难取得整齐的柱网, 将垂直于线路方向的轴线向咽喉区延伸, 平行于线路方向的柱网轴线沿线路方向弯曲成弯曲的轴线,使得至少有一个方向柱网是规则的。在柱网布置上，既要满足限界要求, 也不能影响车辆瞭望为原则。
2.2地铁车辆段转换层结构设计的特点
1）盖体平台结构与上盖物业之间，结构竖向不连续(结构构成、刚度、承载力三方面)，结构平面不均衡（结构构成、抗扭能力两方面），属于结构薄弱部位。
2）盖体平台结构与上盖物业结构之间，上下柱网难以一致，竖向构件必须做转换，形成竖向构件间断。
3）盖体平台结构各层与上盖结构底层之间由于层高相差太大或者结构布置的差异，形成“竖向刚度突变”个别的还形成“受剪承载力突变”。
4）盖体平台结构形成大底盘，上盖结构由于建筑体量和平面布置的原因，与平台结构之间产生较大的收进或者产生多塔，形成“尺寸突变”，部分塔楼形成“塔楼偏置”。
5）结构中由于设置了转换层，根据抗规第3.4.2条规定，为竖向不规则结构；由于转换结构的不规则性，结构设计时要采取相应的措施对转换构件进行加强。
6）由于地铁车辆段下盖生产厂房与盖上物业施工工期不同，常常在盖下生产厂房施工完成几年以后才进行上盖物业的开发施工，所以在结构设计时要考虑盖上物业的施工荷载。
3、转换层结构设计
3.1结构转换层位置的选择
1）由于转换层位置的增高，结构传力路径复杂，内力变化较大，在<<高规》中，规定剪力墙底部加强范围也增大。
2）在水平荷载作用下，当转换层上、下部楼层的结构侧向刚度相差较大时，会导致转换层上、下部结构构件内力突变，促使部分构件提前破坏；当转换层位置相对较高时，这种内力突变会进一步加剧。
3）由于转换层的质量远大于其它楼层，导致不同振型时，地震作用在转换层处突然增大，尤其转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著。因而转换层处于较高位置时，由于高振型的影响可能明显增大，必须采用较多振型进行计算。
4) 地震作用下，随着转换层位置的不断提高，转换层下部楼层的总地震剪力和总弯矩值会有所增大，这是转换层位置较高带来的很不利影响。
5)转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内。
根据以上分析，结合地铁车辆段的特点，采用底层生产厂房和上盖物业的结合层为转换层对抗震较为有利，结构布置也较灵活。
3.2结构转换型式选择
3.2.1结构转换类型：按照不同的结构转换功能，转换层可分为三种类型：①高层建筑上层与下层的结构形式不同，通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。②高层建筑上层与下层的结构形式不变，但通过转换层完成其从上层到下层不同柱网轴线布置的变化。③通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与柱网轴线布置的变化。
3.2.2结构转换形式
该地区为6度抗震设防，按《高规》转换构件的结构形式可采用：厚板转换、桁架式转换、梁式转换，以及由上下层楼板和竖向隔板组成的箱形结构等转换结构构件。①厚板转换，在设计中需要考虑厚板的抗剪和抗冲切能力, 厚板的截面高度往往很大, 一方面导致自重太重, 加大了转换层下柱的截面尺寸。 另一方面, 混凝土的用量也很大, 增加了工程造价，也增大了混凝土的施工难度（混凝土养护）; 从受力分析上来看, 由于厚板层刚度太大, 而相邻的上、下层结构显得刚度太小, 容易产生底部变形集中, 对抗震设计十分不利;传力途径不太明确,受力也极为繁杂, 构造上需要加强柱与柱之间的配筋, 工程造价高。②桁架式转换层虽然受力合理明确, 构造简单, 自重较轻,能适应较大跨度的转换，但桁架全断面尺寸较大，节点设计较为复杂, 造价也比较高；③箱形结构转换层除箱形结构上、下楼板（即顶、底板）厚度有规定外，还应设置横隔板，对建筑布置不灵活；从结构方面来说箱形转换层的顶、底板，除产生局部弯曲外，还会因箱形结构整体变形引取的整体弯曲变形在截面内产生的拉应力和压应力。④梁式转换：上、下柱网通过设置转换大梁进行转换，荷载传力途径采用柱→转换梁→柱的形式, 传递途径非常清楚, 结构的受力情况明确, 可合理解决竖向结构的刚度突变，便于工程计算、分析和设计;
天童庄车辆段采用框架结构，属于第二种类型，采用梁式转换方案，可以解决盖上物业柱网与盖下一层厂房柱网无法对齐的问题，盖上最高为11层小高层，采用钢筋混凝土框架结构体系，在盖下一层做低位转换，从抗震角度方面来说，底位转换比高位转换更为有利，结构布置灵活，施工简单，便于加快施工进度，可满足工期要求。
3.3转换层层高的选择
转换层设置在底层，底层层高要考虑地铁车辆限界和设备净高的影响。
3.3.1满足地铁车辆净高的要求，根据地铁设计规范车辆限界设计的基本参数表4.2.1的规定：受电弓最大工作高度5.41m，建筑限界和设备限界之间的距离不小于0.2m，最大超高值0.12m，另加0.2m的安全间隙，合计净高应大于5.41+0.2+0.12+0.2=5.93m。
3.3. 2满足吊车设备的要求，车辆段物资总库、工程车库、检修主厂房等房屋内均设置有吊车，大部分采用电动单梁桥式起重机LD型，按照工艺开放资料，起重量在2～10t左右，柱跨度在12m～21m之间，起重机走行轨距地铁轨道顶面最大高度为6.6～8.5m（地面操作），吊车顶至吊车轨道顶面的距离为0.825m， 安全距离>100mm，则房屋梁底至地面的距离应该大于6.6～8.5+0.51～0.825+0.1=7.21～9.425m；
整个车辆段大平台下层高受到控制的是吊车设备的高度，房屋净高要大于7.21～9.425m。车辆段结构转换层层高为房屋净高加转换梁的高度，转换梁的高度可按跨度的1/6~1/8之间考虑或者根据计算确定。
3.4 结构转换层的计算相关问题
带转换层、大裙楼的复杂高层结构，在地震力作用下，受力复杂，竖向抗侧力构件不连续，属于不规则的结构，转换梁为偏心受拉构件，并要承担较大的剪力，一但破坏，将引起整体结构发生破坏。
结构计算模型图
3.4.1 本工程超限结构情况和抗震性能化设计
该结构为大底盘带转换层单塔、多塔高层建筑，属复杂高层结构， A级高层建筑，高度均未超限，但大部分高层房屋属于结构不规则、刚度突变、承载力突变等超限项目，针对超限情况，要进行抗震性能目标设计，计算，关键部位的转换框架（转换梁和转换柱）应达到性能2；薄弱部位转换层平台结构和上盖结构底层应达到性能3；一般部位的上盖其他结构应达到性能4。
大修后继续使用
为保证性能目标的实现，结构应提高抗震承载力和变形能力，必须满足《抗规》中规定的抗震承载力指标性和抗震变形指标。转换梁和转换柱，应做到中震弹性和大震不屈服；平台其他结构和上盖结构底层应做到中震不屈服。
3.4.2 结构设计计算
建筑物总质量、上下楼层刚度比、抗剪承载力比、结构抗倾覆验算、结构整体稳定验算、结构有效质量系数与基底地震作用效应、扭转周期、平动周期及其比值、地震作用和风荷载作用下的结构位移参数、 结构基底剪力等进行分析计算；并对其结构计算结果关键值合理性判断指标必须满足《高规》和《混凝土结构设计规范》[3]及《抗规》的规定：①周期比复杂高层不应大于0.85；②位移比盖上框架结构按1/550控制，转换层按1/1000控制；③楼层最大水平位移與平均值比值，复杂高层结构不宜大于1.2，不应大于1.4；④抗剪承载力比不宜小于0.8，不应小于0.65；⑤轴压比：底层框支柱可按0. 7控制，但要保证该部分柱箍筋直径不小于12，箍筋间距不大于100，肢距不大于200；其余按0.85控制；⑥刚度比：除盖下一层即转换层人工指定为薄弱层，并乘以1.25的放大系数外，其余楼层尽量保证比值大于1；以保证其构件的合理性。
3.4.3结构设计转换构件加强措施
1）按照地震地面运动的三个水准，即多遇地震（小震）、设防地震（中震）及预估的罕遇地震（大震）对结构转换层中转换构件转换梁和转换柱采取加强措施。在梁、柱均不超筋的情况下，转换梁和转换柱按多遇地震、设防地震、罕遇地震的计算配筋取其最大值，普通梁、柱配筋按多遇地震下的计算进行配筋。
2）由于地铁车辆段盖下厂房和盖上物业开发的特殊性，通常在盖下施工完成使用以后，才进行上盖物业的开发、施工，所以在设计时要考虑盖上的施工荷载，结构计算时要考虑大裙楼顶层施工塔吊和施工电梯的荷载，在总信息中输入恒、活荷载信息时，按模拟施工加载3输入；经过对模拟施工加载3和一次性加载进行转换梁的计算比较，如
经过对超限-施工荷载分析，除两侧边跨为一次性加载下转换梁弯矩较大外，其余皆为“模拟施工加载3”加载方法下转换梁弯矩较大。所以，按模拟施工加载3计算的输出结果是安全的，但对边梁要采取加强措施。
3.5结构转换的构造措施
3.5.1盖体平台结构缝的设置
1）上盖平台的长、宽均超过规范限制, 在建筑允许的情况下, 结合下部车辆段使用功能和上部物业开发的布置,将结构划分为若干区块。每个区块根据建筑及工艺方案，纵、横向均按80m左右布置为多个独立结构单元，带有高层的每个独立结构单元内，尽可能使结构平面形状简单、规则。
2）为减轻混凝土收缩变形及温度应力对结构的影响，采取以下措施进行处理：①每隔30～40m设置施工后浇带，以减少施工阶段超长混凝土结构的收缩应力，待大部分混凝土收缩完成后( 约两个月后) , 再将后浇带进行封闭。后浇带设置在跨度的2/3范围内；②在结构受力允许的情况下采用强度等级相对低的混凝土强度等级, 以减少混凝土的收缩量；③对施工过程中混凝土的养护、拆模时间等均作详细的要求;
④在结构配筋上适当增加通长钢筋, 尽量采用直径细、间距密的布筋方法, 以减少可能出现的温度、收缩裂缝宽度。
3.5.2转换梁、柱构造措施
1）转换梁的上部纵向受力钢筋应至少50%沿梁全长贯通，下部纵向受力钢筋应全部直通到转换柱内锚固。
2）转换梁上、下纵向受力钢筋不宜采用绑扎搭接接头，宜采用机械连接。
3）沿转换梁高度设置间距不大于200mm,直径不小于16mm的腰筋，并在支座内锚固。
4）转换梁箍筋在托柱处要加密配置，并要根据上部柱荷载配置抗剪钢筋。
5）转换柱箍筋应采用复合螺旋箍或者井字复合箍，并沿柱全长加密，直径不应小于10mm。
3.5.3转换层楼板构造措施
转换层楼板除要满足承载力、刚度要求外，还需要有效的构造措施保证该层楼板的可靠性。
1）转换层楼板和转换层上一层楼板厚度均按250mm设计，双层双向配筋，每层每个方向的最小配筋率大于0.25%，转换层楼板尽量不开大的洞口，楼板周围周边均设置边梁，其宽度均大于板厚的2倍，全截面纵向钢筋配筋率大于1%，钢筋接头均采用机械连接或者焊接，楼板的钢筋应锚固在边梁内。
2）对建筑平面较长或不规则及各抗震墙内力相差较大的框支层，采用简化方法验算楼板平面内的受弯、受剪承载力。
3）与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强（加大板厚和配筋）。
4 结语
1）地铁车辆段带物业开发将功能、性质完全不同的地铁车辆段和综合小区结合在一起,开发规模、技术难度等方面都是少见的。
2）对车辆段设计中地铁轨道线间距，车辆限界有所了解，在结构柱网布置时，既可以控制柱的跨度，又可以满足限界的要求。
3）地铁车辆段的上盖物业平台属于带转换层的多塔楼结构, 其结构设计中需要考虑诸多的因素, 最重要的是选择合理的结构型式及柱网布置。
4）转换层设计是结构设计中的难点, 还有许多需要研究的地方, 有待进一步从实践中论证。随着现代高层建筑平面复杂多样化, 在对转换层进行设计时应结合工程实际，盖下生产房屋布置，盖上物业开发方案进行结构转换层的设计，选择合适的方法, 才能达到安全、经济的综合效果。
5）通过对上述问题的分析, 可以初步解决大面积上盖平台的设计，转换层构件的设置。
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国行业标准 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）. 北京: 中国建筑工业出版社，2010；
[2] 中华人民共和国国家标准 《地铁设计规范》（GB50157-2003）. 北京: 中国计划出版社，2003；
[3] 中华人民共和国国家标准 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）. 北京: 中国工业出版社，2010；
[4] 中华人民共和国国家标准 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）. 北京: 中国工业出版社，2010；
[5]王森. 不同高位转换层对高层建筑动力特性和地震作用影响的研究，中国建筑科学研究院深圳分院 2000.4
[6]陈雪光. 《现浇混凝土结构构造措施施工指导》北京: 中国建筑工业出版社，2010；
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：地铁车辆段；转换层；结构设计
Abstract: Based on the subway car depot cover property development, cover body platform area is larger, the structure is complex, this paper discusses the conversion layers set position, convert the layer and layer are tall column grid of the layout of the principle of an earthquake in the complex high-rise structure calculation, to convert the shock of elastic component and strong earthquakes do not yield analysis, analog load of construction and one-time loading comparison, at the same time for conversion layers to take a variety of structural measures.
Key Words: subway car depot; conversion layers; structure design
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
引言：《高规》[1]将设置转换结构的楼层命名为转换层，包括转换结构构件，即完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，含水平结构构件及其以下的竖向结构构件。考虑到土地的集约化高强度开发利用，提高土地有效利用率，把城市地铁车辆段分成盖上和盖下两部分，盖上开发为一个综合小区，有办公楼、住宅等，房屋跨度小，而盖下为停放地铁车辆的生产房屋，跨度较大，通过转换层把它们联系起来，转换层既是一个重要的、复杂构造层，也是目前地铁车辆段物业开发设计的关键和难点，笔者以天童庄车辆段的转换层结构设计问题进行探讨，为类似工程提供设计思路和参考。
1、工程概况
天童庄车辆段总用地面积为38.4万平方米，东西长约1300米，南北宽约330米，盖上住宅建筑面积为14.96万平方米，住宅套数为1464套，盖上宿舍建筑面积7.8万平方米，共1342个标准间，盖上还有地铁办公楼，写字楼、小区活动中心等其他房屋，整个盖上部分体量较大，布置紧凑，功能分区明确；盖下为检修主廠房、运用库、维修车间、镟轮库、物资库、轮对踏面检测库、污水处理站等地铁车辆段生产房屋。整个车辆段顶板大平台连成整体，顶板以上均为多、高层建筑及景观绿地，以抗震缝兼伸缩缝划分为若干个独立区块，形成带裙楼的大底盘多、高层房屋。
车辆段上盖物业剖面示意图
2、盖下柱网布置原则及转换层结构的特点
2.1盖下柱网布置原则
布置原则主要依据的条件是：轨道间线间距、车辆限界要求，地铁设备、吊车设备的限制。
根据《地铁规范》[2]，地铁车辆段所有构筑物和建筑物必须满足地铁车辆限界的要求，满足车辆段设备的要求，该车辆段为B型车, 车体宽度为2.8 m,根据各车库有关部位最小尺寸表，推算出轨道间最小线间距和各车库的柱轴线跨度。
由于车辆段内面积最大的是运用库，两柱之间主要跨度按2轨道设计，跨度12.6m，可以满足限界要求，从结构计算方面考虑，也比较合理，其他跨度按工艺要求进行布置。柱距可以按盖上物业决定。
库外及出入段咽喉区的柱网，由于此处的线路特点, 很难取得整齐的柱网, 将垂直于线路方向的轴线向咽喉区延伸, 平行于线路方向的柱网轴线沿线路方向弯曲成弯曲的轴线,使得至少有一个方向柱网是规则的。在柱网布置上，既要满足限界要求, 也不能影响车辆瞭望为原则。
2.2地铁车辆段转换层结构设计的特点
1）盖体平台结构与上盖物业之间，结构竖向不连续(结构构成、刚度、承载力三方面)，结构平面不均衡（结构构成、抗扭能力两方面），属于结构薄弱部位。
2）盖体平台结构与上盖物业结构之间，上下柱网难以一致，竖向构件必须做转换，形成竖向构件间断。
3）盖体平台结构各层与上盖结构底层之间由于层高相差太大或者结构布置的差异，形成“竖向刚度突变”个别的还形成“受剪承载力突变”。
4）盖体平台结构形成大底盘，上盖结构由于建筑体量和平面布置的原因，与平台结构之间产生较大的收进或者产生多塔，形成“尺寸突变”，部分塔楼形成“塔楼偏置”。
5）结构中由于设置了转换层，根据抗规第3.4.2条规定，为竖向不规则结构；由于转换结构的不规则性，结构设计时要采取相应的措施对转换构件进行加强。
6）由于地铁车辆段下盖生产厂房与盖上物业施工工期不同，常常在盖下生产厂房施工完成几年以后才进行上盖物业的开发施工，所以在结构设计时要考虑盖上物业的施工荷载。
3、转换层结构设计
3.1结构转换层位置的选择
1）由于转换层位置的增高，结构传力路径复杂，内力变化较大，在<<高规》中，规定剪力墙底部加强范围也增大。
2）在水平荷载作用下，当转换层上、下部楼层的结构侧向刚度相差较大时，会导致转换层上、下部结构构件内力突变，促使部分构件提前破坏；当转换层位置相对较高时，这种内力突变会进一步加剧。
3）由于转换层的质量远大于其它楼层，导致不同振型时，地震作用在转换层处突然增大，尤其转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著。因而转换层处于较高位置时，由于高振型的影响可能明显增大，必须采用较多振型进行计算。
4) 地震作用下，随着转换层位置的不断提高，转换层下部楼层的总地震剪力和总弯矩值会有所增大，这是转换层位置较高带来的很不利影响。
5)转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内。
根据以上分析，结合地铁车辆段的特点，采用底层生产厂房和上盖物业的结合层为转换层对抗震较为有利，结构布置也较灵活。
3.2结构转换型式选择
3.2.1结构转换类型：按照不同的结构转换功能，转换层可分为三种类型：①高层建筑上层与下层的结构形式不同，通过转换层完成其从上层至下层不同结构形式的变化。②高层建筑上层与下层的结构形式不变，但通过转换层完成其从上层到下层不同柱网轴线布置的变化。③通过转换层同时完成高层建筑上层与下层结构形式与柱网轴线布置的变化。
3.2.2结构转换形式
该地区为6度抗震设防，按《高规》转换构件的结构形式可采用：厚板转换、桁架式转换、梁式转换，以及由上下层楼板和竖向隔板组成的箱形结构等转换结构构件。①厚板转换，在设计中需要考虑厚板的抗剪和抗冲切能力, 厚板的截面高度往往很大, 一方面导致自重太重, 加大了转换层下柱的截面尺寸。 另一方面, 混凝土的用量也很大, 增加了工程造价，也增大了混凝土的施工难度（混凝土养护）; 从受力分析上来看, 由于厚板层刚度太大, 而相邻的上、下层结构显得刚度太小, 容易产生底部变形集中, 对抗震设计十分不利;传力途径不太明确,受力也极为繁杂, 构造上需要加强柱与柱之间的配筋, 工程造价高。②桁架式转换层虽然受力合理明确, 构造简单, 自重较轻,能适应较大跨度的转换，但桁架全断面尺寸较大，节点设计较为复杂, 造价也比较高；③箱形结构转换层除箱形结构上、下楼板（即顶、底板）厚度有规定外，还应设置横隔板，对建筑布置不灵活；从结构方面来说箱形转换层的顶、底板，除产生局部弯曲外，还会因箱形结构整体变形引取的整体弯曲变形在截面内产生的拉应力和压应力。④梁式转换：上、下柱网通过设置转换大梁进行转换，荷载传力途径采用柱→转换梁→柱的形式, 传递途径非常清楚, 结构的受力情况明确, 可合理解决竖向结构的刚度突变，便于工程计算、分析和设计;
天童庄车辆段采用框架结构，属于第二种类型，采用梁式转换方案，可以解决盖上物业柱网与盖下一层厂房柱网无法对齐的问题，盖上最高为11层小高层，采用钢筋混凝土框架结构体系，在盖下一层做低位转换，从抗震角度方面来说，底位转换比高位转换更为有利，结构布置灵活，施工简单，便于加快施工进度，可满足工期要求。
3.3转换层层高的选择
转换层设置在底层，底层层高要考虑地铁车辆限界和设备净高的影响。
3.3.1满足地铁车辆净高的要求，根据地铁设计规范车辆限界设计的基本参数表4.2.1的规定：受电弓最大工作高度5.41m，建筑限界和设备限界之间的距离不小于0.2m，最大超高值0.12m，另加0.2m的安全间隙，合计净高应大于5.41+0.2+0.12+0.2=5.93m。
3.3. 2满足吊车设备的要求，车辆段物资总库、工程车库、检修主厂房等房屋内均设置有吊车，大部分采用电动单梁桥式起重机LD型，按照工艺开放资料，起重量在2～10t左右，柱跨度在12m～21m之间，起重机走行轨距地铁轨道顶面最大高度为6.6～8.5m（地面操作），吊车顶至吊车轨道顶面的距离为0.825m， 安全距离>100mm，则房屋梁底至地面的距离应该大于6.6～8.5+0.51～0.825+0.1=7.21～9.425m；
整个车辆段大平台下层高受到控制的是吊车设备的高度，房屋净高要大于7.21～9.425m。车辆段结构转换层层高为房屋净高加转换梁的高度，转换梁的高度可按跨度的1/6~1/8之间考虑或者根据计算确定。
3.4 结构转换层的计算相关问题
带转换层、大裙楼的复杂高层结构，在地震力作用下，受力复杂，竖向抗侧力构件不连续，属于不规则的结构，转换梁为偏心受拉构件，并要承担较大的剪力，一但破坏，将引起整体结构发生破坏。
结构计算模型图
3.4.1 本工程超限结构情况和抗震性能化设计
该结构为大底盘带转换层单塔、多塔高层建筑，属复杂高层结构， A级高层建筑，高度均未超限，但大部分高层房屋属于结构不规则、刚度突变、承载力突变等超限项目，针对超限情况，要进行抗震性能目标设计，计算，关键部位的转换框架（转换梁和转换柱）应达到性能2；薄弱部位转换层平台结构和上盖结构底层应达到性能3；一般部位的上盖其他结构应达到性能4。
大修后继续使用
为保证性能目标的实现，结构应提高抗震承载力和变形能力，必须满足《抗规》中规定的抗震承载力指标性和抗震变形指标。转换梁和转换柱，应做到中震弹性和大震不屈服；平台其他结构和上盖结构底层应做到中震不屈服。
3.4.2 结构设计计算
建筑物总质量、上下楼层刚度比、抗剪承载力比、结构抗倾覆验算、结构整体稳定验算、结构有效质量系数与基底地震作用效应、扭转周期、平动周期及其比值、地震作用和风荷载作用下的结构位移参数、 结构基底剪力等进行分析计算；并对其结构计算结果关键值合理性判断指标必须满足《高规》和《混凝土结构设计规范》[3]及《抗规》的规定：①周期比复杂高层不应大于0.85；②位移比盖上框架结构按1/550控制，转换层按1/1000控制；③楼层最大水平位移與平均值比值，复杂高层结构不宜大于1.2，不应大于1.4；④抗剪承载力比不宜小于0.8，不应小于0.65；⑤轴压比：底层框支柱可按0. 7控制，但要保证该部分柱箍筋直径不小于12，箍筋间距不大于100，肢距不大于200；其余按0.85控制；⑥刚度比：除盖下一层即转换层人工指定为薄弱层，并乘以1.25的放大系数外，其余楼层尽量保证比值大于1；以保证其构件的合理性。
3.4.3结构设计转换构件加强措施
1）按照地震地面运动的三个水准，即多遇地震（小震）、设防地震（中震）及预估的罕遇地震（大震）对结构转换层中转换构件转换梁和转换柱采取加强措施。在梁、柱均不超筋的情况下，转换梁和转换柱按多遇地震、设防地震、罕遇地震的计算配筋取其最大值，普通梁、柱配筋按多遇地震下的计算进行配筋。
2）由于地铁车辆段盖下厂房和盖上物业开发的特殊性，通常在盖下施工完成使用以后，才进行上盖物业的开发、施工，所以在设计时要考虑盖上的施工荷载，结构计算时要考虑大裙楼顶层施工塔吊和施工电梯的荷载，在总信息中输入恒、活荷载信息时，按模拟施工加载3输入；经过对模拟施工加载3和一次性加载进行转换梁的计算比较，如
经过对超限-施工荷载分析，除两侧边跨为一次性加载下转换梁弯矩较大外，其余皆为“模拟施工加载3”加载方法下转换梁弯矩较大。所以，按模拟施工加载3计算的输出结果是安全的，但对边梁要采取加强措施。
3.5结构转换的构造措施
3.5.1盖体平台结构缝的设置
1）上盖平台的长、宽均超过规范限制, 在建筑允许的情况下, 结合下部车辆段使用功能和上部物业开发的布置,将结构划分为若干区块。每个区块根据建筑及工艺方案，纵、横向均按80m左右布置为多个独立结构单元，带有高层的每个独立结构单元内，尽可能使结构平面形状简单、规则。
2）为减轻混凝土收缩变形及温度应力对结构的影响，采取以下措施进行处理：①每隔30～40m设置施工后浇带，以减少施工阶段超长混凝土结构的收缩应力，待大部分混凝土收缩完成后( 约两个月后) , 再将后浇带进行封闭。后浇带设置在跨度的2/3范围内；②在结构受力允许的情况下采用强度等级相对低的混凝土强度等级, 以减少混凝土的收缩量；③对施工过程中混凝土的养护、拆模时间等均作详细的要求;
④在结构配筋上适当增加通长钢筋, 尽量采用直径细、间距密的布筋方法, 以减少可能出现的温度、收缩裂缝宽度。
3.5.2转换梁、柱构造措施
1）转换梁的上部纵向受力钢筋应至少50%沿梁全长贯通，下部纵向受力钢筋应全部直通到转换柱内锚固。
2）转换梁上、下纵向受力钢筋不宜采用绑扎搭接接头，宜采用机械连接。
3）沿转换梁高度设置间距不大于200mm,直径不小于16mm的腰筋，并在支座内锚固。
4）转换梁箍筋在托柱处要加密配置，并要根据上部柱荷载配置抗剪钢筋。
5）转换柱箍筋应采用复合螺旋箍或者井字复合箍，并沿柱全长加密，直径不应小于10mm。
3.5.3转换层楼板构造措施
转换层楼板除要满足承载力、刚度要求外，还需要有效的构造措施保证该层楼板的可靠性。
1）转换层楼板和转换层上一层楼板厚度均按250mm设计，双层双向配筋，每层每个方向的最小配筋率大于0.25%，转换层楼板尽量不开大的洞口，楼板周围周边均设置边梁，其宽度均大于板厚的2倍，全截面纵向钢筋配筋率大于1%，钢筋接头均采用机械连接或者焊接，楼板的钢筋应锚固在边梁内。
2）对建筑平面较长或不规则及各抗震墙内力相差较大的框支层，采用简化方法验算楼板平面内的受弯、受剪承载力。
3）与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强（加大板厚和配筋）。
4 结语
1）地铁车辆段带物业开发将功能、性质完全不同的地铁车辆段和综合小区结合在一起,开发规模、技术难度等方面都是少见的。
2）对车辆段设计中地铁轨道线间距，车辆限界有所了解，在结构柱网布置时，既可以控制柱的跨度，又可以满足限界的要求。
3）地铁车辆段的上盖物业平台属于带转换层的多塔楼结构, 其结构设计中需要考虑诸多的因素, 最重要的是选择合理的结构型式及柱网布置。
4）转换层设计是结构设计中的难点, 还有许多需要研究的地方, 有待进一步从实践中论证。随着现代高层建筑平面复杂多样化, 在对转换层进行设计时应结合工程实际，盖下生产房屋布置，盖上物业开发方案进行结构转换层的设计，选择合适的方法, 才能达到安全、经济的综合效果。
5）通过对上述问题的分析, 可以初步解决大面积上盖平台的设计，转换层构件的设置。
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国行业标准 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）. 北京: 中国建筑工业出版社，2010；
[2] 中华人民共和国国家标准 《地铁设计规范》（GB50157-2003）. 北京: 中国计划出版社，2003；
[3] 中华人民共和国国家标准 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）. 北京: 中国工业出版社，2010；
[4] 中华人民共和国国家标准 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）. 北京: 中国工业出版社，2010；
[5]王森. 不同高位转换层对高层建筑动力特性和地震作用影响的研究，中国建筑科学研究院深圳分院 2000.4
[6]陈雪光. 《现浇混凝土结构构造措施施工指导》北京: 中国建筑工业出版社，2010；
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。