万科天空之城

——地铁上盖高层结构层间隔震设计详解

作者：

周建龙 ，华东建筑设计研究院有限公司首席总工程师，全国工程勘察设计大师

牛斌
，华东建筑设计研究院有限公司副总经理

傅晋申，华东建筑设计研究院有限公司第四事业部总工程师

1项目概况

万科天空之城项目位于西虹桥商务区 ，距离虹桥核心商务区5.5公里
，距离国家会展中心约4.0公里，是上海市轨道交通17号线徐泾车辆基地上盖项目 ，集商业、办公 、住宅等业态
，于轨道交通车辆基地的顶板上一体化实现，是复杂系统、多方统筹
、综合性极高的项目类型。本地块为其中的上盖综合开发部分 ，包含06-01地块（商业）、06-02地块（住宅） 、06-03地块（办公）
、06-04地块（住宅）
，四个地块总用地面积为137549m2，总建筑面积为385330.73m2 。

▲ 万科天空之城总体鸟瞰图（东南视角）

▲ 万科天空之城06-01~06-04地块总体鸟瞰图（西南视角）

2设计概况

盖下车辆段设计由上海市隧道工程轨道交通设计研究院负责 ，华东院在项目中承担了预留工程和盖上建筑的总协调工作。为了争取最大的开发可能性与经济效益相平衡
，华东院依托工作站产学研一体化研究，在项目中创新采用了一系列分区域的预留策略 ，为整个项目的顺利推进提供了技术保障
。

从项目整体架构上提出场城融合、立体城市的一体化发展思路。在不影响盖下工艺和进度的前提下，确保项目以高容积率落地 。项目伊始快速判断盖下功能对上盖开发的不利影响
，积极与各方展开沟通研讨，将各种不利影响降到最低
。项目推进过程中经过了反复的沟通 ，协助政府主管部门调整一系列不落地规划指标
，为取得项目方案许可奠定了基础。

在结构设计上，盖上住宅采用了层间隔震技术 ，结合建筑方案对下部结构进行精准预留
，可以保证预留工程对上部房型的适应性，体现了较高的经济性；技术上大胆突破 ，盖上住宅高度及规模在国内采用隔震技术的车辆段上盖项目中较为领先；在消防策略上
，实现了盖上盖下完全分隔的系统消防体系，为项目在安全可靠的基础上争取了整体利益；在市政设备设施预留上 ，充分考虑不同业态的不同需求
，合理安排路由 、管廊
、夹层乃至覆土厚度，确保项目落地实施的可行性 。

依托本项目一系列创新成果 ，华东院作为主编单位总结编写了上海市工程建设规范《城市轨道交通上盖建筑设计标准》，这也是全国范围内的第一本该类型建筑的设计规范
。

▲ 万科天空之城空间分层与开发业态

3隔震结构设计探索

06-04地块住宅采用隔震结构
，对于工程师来说，在车辆段上面做高宽比这么高的层间隔震结构 ，也是一个挑战
，在过程中进行了一系列的探索。

从2015年下半年项目启动，万科天空之城结构设计的第一个探索是采用隔震转换还是全框支硬转换 。采用隔震转换 ，盖上住宅高宽比较大
，存在抗倾覆的问题；采用硬转换，当时国内车辆段项目还未像现在这般如火如荼 ，已有的全框支剪力墙项目较少
，且都位于低烈度区
。2015年11月，邀请包括汪大绥大师在内的多位专家为项目把脉 ，专家认为做隔震转换较为合适
，后来项目按此推进。

第二个探索是隔震支座和转换结构布置的方式 。初始方案计划在柱顶布置支座、支座上方设置转换梁
。这种方式受下部柱网影响较大，在咽喉区（柱网较为杂乱）或其他大跨位置难以应用。转换方式逐渐演变为“三明治”式 ，在箱型转换上方布置支座，支座上方设置厚板作为上部住宅的“基础 ” 。对于同样的房型
，下部隔震支座的布置比较接近。

▲ 隔震初始方案

▲ 隔震演化方案

第三个探索是隔震结构要怎么设计
。虽然抗规中有关于隔震结构设计的条文，但是内部讨论过程中 ，大家认为抗规中分部设计法是在计算软件不够成熟 、设计人员对隔震结构不够了解的阶段采用的一种简化设计方法。认识到这个问题
，和隔震结构的抗风设计有关 。隔震橡胶支座的铅芯屈服力不能太小，因为要满足抗风要求；屈服力也不能太大 ，否则减震效果不佳
。本项目盖上住宅为14~17层
，风荷载作用较大，又要满足降1度设计的要求 ，最终留给隔震层刚度布置的“窗口”非常小。这样
，很自然的会考虑，是否可以在隔震层满足抗风和大震位移要求的前提下 ，采用整体模型进行隔震计算 。

恰巧《建筑隔震设计标准》的征求意见稿颁布
，设计思路和我们非常接近，之后就按照隔震标准的整体设计法推进
。结构超限评审会于2019年7月举行 ，彼时隔震标准还未正式发布，但是上海市的超限评审专家本着实事求是的原则
，对我们采用整体设计法也是认可的。

第四个探索是对地震波的阻尼比调整 。隔震结构阻尼比较大，可以达到0.15~0.30 ，用阻尼比为0.05的规范反应谱为目标谱的地震波进行时程计算
，造成地震响应偏小
。采用傅里叶变换和逆变换的方法，对地震波的幅值谱进行调整 ，相位谱不变；通过迭代
，使得新的地震波的反应谱与大阻尼比的规范谱较为接近。以上海大震波为例，经过调整的地震波 ，波形基本不变
，但是与阻尼比为0.15的反应谱吻合得很好 。阻尼比调整后的上海大震波计算得到的隔震支座位移大于未调整的地震波，但幅度不大
。这个探索是个很好的尝试 ，对隔震结构受地震波阻尼比的影响有了一个较为定量的认识。

▲ 调整前后的波形比较

▲ 调整前后地震波反应谱与规范谱比较（阻尼比为0.15）

▲ 采用调整前后地震波计算的隔震结构楼层剪力比较

最后一个探索是建筑师的贡献
，对地库顶板隔离缝的处理 。隔震结构的应用推广中，隔离缝可能产生的坠落和漏水风险一直是个绕不过去的问题。建筑师巧妙的在地库顶板的隔离缝下设置排水沟 ，同时解决了这两个问题
。

▲ 地库与塔楼隔震缝处构造节点做法（一）

▲ 地库与塔楼隔震缝处构造节点做法（二）

4施工或进展实景

▲ 箱型转换施工

▲ 下支墩施工和支座调平

▲ 施工完成的隔震层

项目信息

地块：06-04地块

项目类型： 车辆段上盖住宅

盖上设计单位：华东建筑设计研究院有限公司

盖上设计团队：周建龙，牛斌
，傅晋申，孟欣 ，阎启
，闫小欢，吴欣阳 ，姚迪
，许鸿盛，杨成栋 ，董浩
，严晨，吴国华 ，陆青青
，王晔，王达威 ，王进军

盖下设计单位：上海市隧道工程轨道交通设计研究院

项目业主： 万科企业有限公司

项目地点： 上海市青浦区徐泾镇（上海地铁17号线徐盈路站南侧）

用地面积（平方米）： 36379m2

总建筑面积（平方米）： 111273.22m2

设计时间：2015.9-2019.9

建设时间：2019.9-2022.12

项目状态：部分竣工

幕墙设计：上海熙玛工程顾问公司

景观设计： Hassell

绿建设计： 上海万晟建筑设计顾问有限公司

施工单位： 上海径东建设有限公司

作者简介

周建龙

毕业于同济大学土建结构专业，全国工程勘察设计大师
，上海市领军人才，教授级高级工程师
、一级注册结构工程师 ，现任华东建筑设计研究院有限公司首席总工程师
，兼任中国勘察设计协会结构分会副会长、中国建筑学会结构分会副主任委员 、中国钢结构协会钢结构设计分会副理事长，《建筑结构》编委。

主持完成上海环球金融中心
、南京绿地紫峰大厦、武汉绿地中心 、上海铁路南站、国家会展中心（上海）
、江苏大剧院等60余项重大工程的结构设计 ，荣获全国优秀工程勘察设计奖金银奖、全国优秀工程勘察设计行业奖 、华夏建设科学技术奖
、优秀建筑结构设计奖、上海市科技进步奖等近40项
，出版《超高层结构设计与工程实践》专著，主编或参编了规范标准10余项 ，发表论文60余篇 。

牛斌

1998年毕业于同济大学建筑学专业
，教授级高级工程师，一级注册建筑师 、注册城乡规划师 ，现任华东建筑设计研究院有限公司副总经理
。第七届中国建筑学会青年建筑师
、上海市首届优秀青年工程勘察设计师、上海青年高端创意人才 、上海市青年五四奖章
， 担任中国建筑学会高层建筑人居环境学术委员会常务理事
、中国建筑学会立体城市与复合建筑专业委员会委员、中国建筑学会地下空间分会理事。

傅晋申

教授级高级工程师，国家一级注册结构工程师 ，现任华东建筑设计研究院有限公司第四事业部总工程师 。参编了几部行业和地方标准，在超高层 、TOD
、隔震等方面进行了大量研究
，取得了多项成果，获得各种设计奖项30多项（包括上海土木工程科技进步奖和华夏建设科学技术奖）
。

图片来源：

除特别注明外 ，其余图片均由作者提供。

供稿人

孟欣
，华东建筑设计研究院有限公司 总监，高级建筑师

阎启 ，华东建筑设计研究院有限公司 博士

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