汤勇
武汉市政工程设计研究院有限责任公司 湖北武汉 430000
【摘要】为研究隔震技术应用于地铁车辆例检场所上盖结构的减震效果,对某城市地铁车辆例检场所上盖结构进行了隔震设计。基于YETABS以及PKPM软件,建立隔震与非隔震结构模型，同时对两种模型开展结构动力探究,结果表明选取的层间隔震支座尺寸与类型准确，能够满足层间隔震结构设计要求。
【关键词】地铁上盖；层间隔震；结构设计
一．引言
伴随着现代城市规模的不断壮大，城市居住人口的急剧增长，对城市公共交通体系提出了更高的要求，越来越多的城市建立自己的地铁，而依托于地铁上盖构建的建筑应用隔震技术也是将来重要发展方向。现阶段，层间减震结构在我国应用的较少，但是这种结构不仅能够提高土地的利用率，同时也可以有效防范地铁噪声对建筑物的影响，因此受到了许多建筑单位的喜爱。当下，基于地铁上盖进行层间减震结构设计的研究还相对较少，我国在这方面的发展也依旧处于起步阶段，加强地铁上盖层间建筑结构的研究和设计十分有必要，有助于进一步提升我国层间隔震设计水平。
二．工程简述
某城市需要在地铁停车例检场所上盖构建高层建筑，为了防止地铁运行噪声对建筑结构的影响，将高层建筑的第三层设计为层间隔震结构。例检场所总长为370米，宽为190米，设计时要严格依照《建筑抗震设计规范》中的标准进行，在该标准中明确规定防震缝要进行合理的分区，在本研究中选择某个分区中19层层间建筑结构开展研究工作。隔震层之上的建筑高度为49.8米，宽度最小值是15.9米，得出高宽比为3.13，未达到规定值4，因此使用桩基础。
在隔震层下方共有两层，最底部一层为地铁例检场所，高度为11.34米，上一层为居民车辆停车场，高度为4.9米，这两部分结构都使用框剪结构，各个立柱的位置依照地铁建设需求进行无规律规划，剪力墙设置在最下层中心方位。第三层为减震层与设备层，高度为1.9米，该层支座规划如图1所示。
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三．层间隔震结构设计计算
（一）支座选型
在该工程项目中，在墙体下方设置隔震支座，为了确保选取的隔震支座能够发挥应有的作用，同时最大程度降低工程建设的成本，使用的支座为铅芯橡胶支座以及常规支座两种。在确定隔震支座外径尺寸D时，需要联系上层建筑的水平减震系数，并通过下面两个公式进行计算：
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经计算，得到支座最小直径为548mm。此外，还需要结合隔震支座工作的特征，保证每一个支座在垂直方向的受力小于15Mpa；在高级别地震中，隔震支座不可以产生拉应力，同时最大形变量应当要小于直径数值的0.49,。为了确保隔震支座的安全性与有效性，最终确定隔震支座的外径D为800mm。
（二）软件模拟
为了进一步验证设计结果的准确性，采用ETABS软件进行模拟和分析，首先，依托于ETABS以及PKPM软件进行非隔震结构的三维模型构建，同时将结构第一至第三阶周期与基层剪力数值进行比较，得到最大差别误差范围为1.9％，由此可以得出，利用ETABS软件得到的计算结果具有良好的准确性。
（三）导入地震动
因为在本研究中选取的场所类型属于III类，是一种软土场地，由于特殊的地质特征，能够有效吸收掉高频地震波，造成地震波的特征周期延长，在进行波形选择时要充分意识到这点。此外，确定的地震波时间还应当要符合《建筑抗震设计规范》中的标准要求。
设防地震以及高等级地震情况下，隔震层上面以及下面结构仅仅注重弹性，隔震支座则为非线性，依托于FNA方法开展非线性时程探究，向两种地震结构中同时导入一个人工波以及两个自然波，同时依照1:1.18的方式双向导入，最终得到地震波的反应谱以及规范反应谱的比较图，如图2所示。
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图2 地震波的反应谱以及规范反应谱的比较图
四．结语
在利用软件模拟过程中，应当要意识到隔震支座抗压与抗拉性能是不相同的，依托于Isolator1隔震以及Cap缝单元，可以防止支座受到较大拉应力的现象产生。在进行地铁上盖建筑层间隔震结构设计时，要确定隔震支座的外径尺寸，合理选取支座类型，在保证结构稳定性的同时，降低结构制作成本，推动我国地铁上盖层间隔震结构设计技术的不断发展。
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