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[香港OVE]央视新址建筑结构超限设计可行性报告.pdf

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[香港OVE]央视新址建筑结构超限设计可行性报告.pdf

中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedCCTVTowerDRAFT1草稿草稿草稿草稿1中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedCCTVTowerMay2003OveArupPartnersHongKongLtdLevel5,FestivalWalk,80TatCheeAvenue,KowloonTong,Kowloon,HongKongTel85225283031Fax85222683945www.arup.comJobnumber23688中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCOveArupPartnersHongKongLtdDraft114May2003目录目录目录目录页数1.引言引言引言引言11.1项目概况12.设计规设计规设计规设计规范范范范23.材料材料材料材料33.1混凝土33.2钢筋33.3钢材34.荷荷荷荷载载载载54.1建筑设计分类54.2楼面荷载54.3风荷载54.4雪荷载64.5地震荷载64.6设计荷载组合95.场场场场地工程地地工程地地工程地地工程地质条质条质条质条件件件件参参参参考初步工地勘察考初步工地勘察考初步工地勘察考初步工地勘察报报报报告告告告115.1地形地貌115.2地层构成115.3水文地质条件115.4场地抗震性能115.5场区地层分布情况116.基基基基础础础础136.1地基承载力特征值与土的压缩模量136.2灌注桩极限阻力标准值147.结结结结构系构系构系构系统统统统157.1描述157.2侧向支撑稳定系统167.3楼盖系统167.4地基系统178.与与与与规规规规范要求的比范要求的比范要求的比范要求的比较较较较188.1平面不规则188.2竖向不规则209.弹弹弹弹性分析性分析性分析性分析239.1分析模型239.2分析结果249.3弹性分析结论3310.基基基基础础础础研究研究研究研究3410.1介绍3410.2概述3410.3分析3510.4设计包络3811.非非非非线线线线性地震反性地震反性地震反性地震反应应应应分析与分析与分析与分析与结结结结构抗震性能构抗震性能构抗震性能构抗震性能评评评评价价价价4011.1目的4011.2方法、步骤与参考文件4011.3结构非线性地震反应分析模型4111.4地震输入4811.5非线性静力分析4911.6非线性动力时程分析5411.7初步结论5912.下一下一下一下一阶阶阶阶段工作的建段工作的建段工作的建段工作的建议议议议6012.1对斜撑进行重新归化布置12.2结构构件的非线性模拟12.3非线性静力推覆分析6012.4非线性动力时程分析12.5应用场地地震记录与场地反应谱6012.6更有效地耗能机制61中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCOveArupPartnersHongKongLtdDraft114May2003CONTENTSPage1.INTRODUCTION11.1OutlineoftheProject12.DESIGNSTANDARDS23.MATERIALDATA33.1Concrete33.2Reinforcement33.3StructuralSteel34.LOADS54.1BuildingClassificationDetails54.2FloorLoads54.3WindLoads54.4SnowLoads64.5EarthquakeLoads64.6DesignLoadCombination95.GROUNDCONDITIONWITHREFERENCETOTHEPRELIMINARYSIREPORT115.1Topography115.2Geology115.3Hydrology115.4Earthquake115.5Stratigraphy116.FOUNDATION136.1Characteristicvaluesofsubsoilbearingcapacityandcompressionmodulusofsoils136.2Standardvaluesofshaftfrictionandtipresistanceofsubsoilforboredpiles147.STRUCTURALSYSTEM157.1Description157.2LateralStabilitySystem167.3FloorSystems167.4FoundationSystem178.COMPARSIONWITHSTANDARDCODEREQUIREMENTS188.1PlanIrregularity188.2VerticalIrregularity209.ELASTICANALYSIS239.1AnalysisModel239.2AnalysesResults249.3ConclusionsofElasticAnalysis3310.FOUNDATIONSTUDY3410.1Introduction3410.2General3410.3Analyses3510.4DesignEnvelopes3811.NONLINEARSEISMICRESPONSEANALYSISANDSEISMICPERFORMANCEEVALUATION4011.1Objectives4011.2Methodology,DesignProcedureandReferenceDocuments4011.3NonlinearStructuralModelforSeismicResponseAnalysis4111.4EarthquakeInput4811.5NonlinearStaticPushoverAnalysis4911.6NonlinearDynamicTimeHistoryAnalysis5411.7PreliminaryConclusions5912.FURTHERWORK6012.1Reevaluationofthebracingarrangements6012.2Nonlinearmodellingofcomponents6012.3Nonlinearpushoveranalysis6012.4Nonlineardynamictimehistoryanalysis6012.5Sitespecifictimehistorydata6012.6Moreeffectiveenergydissipation61中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCPage1OveArupPartnersHongKongLtdDraft114May20031.引言引言引言引言荷兰大都会建筑事务所/奥雅纳工程顾问/华东建筑设计研究院有限公司ECADI受甲方中国中央电视台委任为中央电视台新台址提供顾问服务。奥雅纳工程顾问将负责两座主塔楼的结构设计至扩初阶段。ECADI为国内设计单位,在前阶段提供建议,在扩初阶段后负责施工图。1.1项目概况项目概况项目概况项目概况新台址建设工程位于北京市朝阳区东三环中路32号(原为北京市汽车摩托车联合制造公司光华路厂址),地处东三环路以东、光华路以北、朝阳路以南,在北京市中央商务区(CBD)规划范围内。中央电视台新台址用地面积总计187,000平方米,总建筑面积约55万平方米,最高建筑约230米,工程建筑安装总投资约50亿元人民币(约计6亿美元)。中央电视台新台址工程包括1一幢230米高的中央大楼2一幢150米高的电视文化中心3一幢警卫楼4一幢多媒体外景地各楼于地下室车库连为一体通。1.INTRODUCTIONOfficeforMetropolitanArchitectureOMA/ArupGroup/ECADIwereappointedbyChinaCentralTelevisionastheconsultantteamtodesignthenewCCTVheadquarter.ArupwillberesponsibletothedesignoftwomaintowerstoExtendedPreliminaryStage.ECADIwillactastheChinaLocalDesignInstitution,beforetheEPDstagetoprovideadviceondesign,andresponsiblefortheconstructiondrawingsaftertheEPD.1.1OutlineoftheProjectThenewCCTVdevelopmentislocatedintheCentralBusinessDistrictCBDBeijing,No.23ofEastThirdRingRoad,EastChaoYangQuOriginallytheBeijingJeepFactory.ThesiteisontheEastsideoftheEastThirdRingRoad,NorthofGuangHuaRoadandsouthofChaoYangRoad.ThenewCCTVdevelopmentcomprisesof187,000m²sitearea,whichprovidesatotalof550,000m²GFA.Thetallesttowerwouldbearound230mhighandtheestimatedconstructioncostwouldbearound500MRMBor60MUS.Thedevelopmentincludes1a230mtallCCTVmainTower2a150mtallTVCCtower3aSecurityBuilding4anopenareaforexternalfeature.Allareaswillbelinkedbyaundergroundcarparkingbasement.中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCPage2OveArupPartnersHongKongLtdDraft114May20032.设计规范设计规范设计规范设计规范本发展项目将按中国国家已颁布之各规范及北京地方规范进行设计,幷同时参考规范修改送审稿,具体如下1建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083972建筑抗震设防分类标准GB50223953工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132904建筑结构可靠度设计统一标准GB5006820015建筑结构荷载规范GB5000920016建筑抗震设计规范GB5001120017混凝土结构设计规范GBJ5001020028钢结构设计规范GBJ17889高层民用建筑钢结构技术规程JGJ999810高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ69911建筑桩基技术规范JGJ949412北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ015019213高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3200214人民防空地下室设计规范GB500389415地下工程防水技术规范GB50108200116建筑地基基础设计规范GB50007200217型钢混凝土组合结构技术规程JGJ1382001如结构设计部分不包括在中国国家规范之内,则参考1美国–国际建筑规范IBC20002美国–统一建筑规范UBC19973欧洲规范8Eurcode84美国–房屋抗震加固设计标准及注释FEMA3565NEHRP新建建筑及结构抗震设防条例建议NEHRP19972.DESIGNSTANDARDSThedesignoftheproposeddevelopmentwillcomplythefollowingcurrentcodeofpracticesinChina1GeneraldefinitionssymbolsArchitecturalDesignGB/T50083972StandardforclassificationofseismicprotectionofBuildingsGB50223953GeneraldefinitionssymbolsStructuralDesignGBJ132904UnifiedStandardforReliabilityDesignofBuildingStructuresGB5006820015LoadCodefortheDesignofBuildingStructuresGB5000920016CodeforSeismicDesignofBuildingsGB5001120017CodeforDesignofConcreteStructuresGBJ5001020028CodeforDesignofSteelStructuresGBJ17889TechnicalSpecificationforSteelStructureofTallBuildingsJGJ999810TechnicalSpecificationforBoxandRaftFoundationJGJ699forTallBuildings11SpecificationforPileFoundationofBuildingsJGJ949412BeijingStandard–SpecificationsforFoundationDesignDBJ015019213TechnicalSpecificationforTallReinforcedConcreteBuildingsJGJ3200214SpecificationforCivilDefenceBasementsGB500389415TechnicalCodeforWaterproofingofUndergroundWorksGB50108200116CodeforDesignofBuildingFoundationGB50007200217TechnicalSpecificationforSteelReinforcedJGJ1382001ConcreteCompositeStructuresIncasewhereelementsarenotcoveredbyChineseStandard,referencetothefollowingstandardwouldbemade.1US–InternationalBuildingCodeIBC20002US–UniformBuildingCodeUBC19973Eurcode8Eurcode84PrestandandCommentaryfortheSeismicRehabilitationofFEMA356Buildings5NEHRPRecommendedProvisionsforSeismicRegulationNEHRP1997forNewBuildingsandotherStructures中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCPage3OveArupPartnersHongKongLtdDraft114May20033.材料材料材料材料3.1混凝土混凝土混凝土混凝土结构构件所选用之混凝土将不少于C30,按GB500102002材料参数如下设计值N/mm2强度种类标准值fckN/mm2fcft弹性模量EcN/mm2C3020.114.31.433.00x104C3523.416.71.573.15x104C4026.819.11.713.25x104C4529.621.11.803.35x104C5032.423.11.893.45x104C6038.527.52.043.6x1043.2钢筋钢筋钢筋钢筋钢筋国产材料应符合中国规定GB500102002钢筋种类符号直径mm标准值,fykN/mm2设计值,fy,fyN/mm2弹性模量,EsN/mm2HPB235φ820235210/2102.1x105HRB335φ650335300/3002.0x105HRB400650400360/3602.0x1053.3钢材钢材钢材钢材结构用钢材将采用中国之标准钢材,其设计值如下3.3.1钢材的物理性能指针钢材的物理性能指针钢材的物理性能指针钢材的物理性能指针弹性模量EN/mm2剪变模量GN/mm2线膨胀系数α(以每°C计)质量密度ρ(kg/m3)206103791031210678503.MATERIALDATA3.1ConcreteGradeofconcreteforstructuralcomponentsmustnotlessthanC30,accordingtoGB500102002thedesignparametersareasfollowsDesignValueConcreteGradeStandardValuefckN/mm²fcN/mm²ftN/mm2YoungsModulusEcN/mm²C3020.114.31.433.00x104C3523.416.71.573.15x104C4026.819.11.713.25x104C4529.621.11.803.35x104C5032.423.11.893.45x104C6038.527.52.043.6x1043.2ReinforcementAllreinforcementcomplieswithChineseStandardGB500102002TypeSymboldiammStandardValue,fykN/mm2DesignValue,fy,fyN/mm2YoungsModulus,EsN/mm2HPB235φ820235210/2102.1x105HRB335φ636335300/3002.0x105HRB400650400360/3602.0x1053.3StructuralSteelTypicallystructuralsteelwouldbeChineseStandardwiththemechanicalpropertiesasfollow3.3.1MechanicalPropertiesforStructuralSteelElasticModulusEN/mm2ShearModulusGN/mm2Coefficientforthermalexpansionα(°C)Densityρ(kg/m3)206103791031210–67850中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCPage4OveArupPartnersHongKongLtdDraft114May20033.3.2钢材强度设计值钢材强度设计值钢材强度设计值钢材强度设计值N/mm2钢材牌号厚度或直径mm抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压(刨平顶紧)fce≤1621512532016~4020512032040~60200115320Q235钢60~100190110320≤1631018040016~3529517040035~50265155400Q345钢50~100250145400≤1635020541516~3533519041535~50315180415Q390钢50~100295170415≤1638022044016~3536021044035~50340195440Q420钢50~1003251854403.3.3型钢钢号型钢钢号型钢钢号型钢钢号所有热轧型钢按GB/T1126319983.3.2StructuralSteelDesignStrengthN/mm2SteelGradeThicknessorDiametermmTensile,CompressiveandBendingfShearfvBearing(FlatComfortSurface)fce≤1621512532016~4020512032040~60200115320Q23560~100190110320≤1631018040016~3529517040035~50265155400Q34550~100250145400≤1635020541516~3533519041535~50315180415Q39050~100295170415≤1638022044016~3536021044035~50340195440Q42050~1003251854403.3.3SteelSectionsForrolledsteelsections,followGB/T112631998.中国中央电视台ChinaCentralTelevisionLtd.中国中央电视台新台址ChinaCentralTelevisionNewHeadquarter建筑结构超限设计可行性报告FeasibilityStudyforBuildingStructureExceedingCodeLimitedZ\23000\23688\4INTERNALPROJECTDATA\11SUBMISSIONS\02EXPERTPANELSUBMISSION\FIRSTREVIEW\EPR_REPORT1_FROM_HK\EPR01_FINALDRAFT030515.DOCPage5OveArupPartnersHongKongLtdDraft114May20034.荷载荷载荷载荷载4.1建筑设计分类建筑设计分类建筑设计分类建筑设计分类中央电视台主楼建筑结构安全等级一级结构重要性系数1.1结构设计使用年限50年建筑类别乙类4.2楼面荷载楼面荷载楼面荷载楼面荷载按照中国国家规范GB500092001选用下列之荷载标准值。中央主楼面荷载标准值kN/m2位置/荷载活荷载机电设备及吊顶找平层间隔墙屋面1.55.04.8–停机坪待定–待定–A区办公室3.00.51.21.0B区信息中心1.57.51.21.0C区设备室5.02.01.22.5C区公用房3.00.51.21.5C区消防疏散楼梯3.50.51.2–机电设备房1.5不少于7.5或实际重量1.2–避难层5.00.51.2–幕墙1.5有关演播用房荷载请参考附录中结构设计依据文件。地下室楼面荷载标准值kN/m2位置/荷载活荷载机电设备找平层间隔墙地面绿化区4.0–覆土按20kN/m3–消防车道/大型车道35–5.0–停车库上、落货200.52.0–小车4.00.51.8–4.3风荷载风荷载风荷载风荷载北京市基本风压,按100年一遇ω0为0.50kN/m2。风压高度变化系数根据C类地面粗糙度采用。4.LOADS4.1BuildingClassificationDetailsCCTVBuildingSafetyCategory1stClassImportanceFactor1.1DesignWorkingLife50yearsBuildingClassGradeB4.2FloorLoadsThefollowingliveandsuperimposedloadsbasedontheChineseCodeGB5000092001areused.StandardLoadsforCCTVMainBuildingkN/m2Location/LoadsLiveLoadMechanicalCeilingFinishesPartitionsRoof1.55.04.8–HelipadTBC–TBC–ZoneAOffice3.00.51.21.0ZoneBDataCenter1.57.51.21.0ZoneCEquipmentRoom5.02.01.22.5ZoneCGeneralPurpose3.00.51.31.5ZoneCFireEscapeStair3.50.51.2–EMRoom1.5min7.5oractual1.2–RefugeArea5.0–1.2–Facade1.5RefertoAppendixStructuralDesignBriefforspecificstudioloadsStandardLoadsforBasementkN/m2Location/LoadsLiveLoadMechanicalCeilingFinishesPartitionsLandscapeArea4.0–Fill20KN/m³–EVA/HGVAccess35.0–5.0–CarPark4.00.52.0–LoadingBay20.00.52.0–PrivateCar4.00.51.8–4.3WindLoadsThebasicwindpressure,basedon100yearsreturnperiod,ω0forBeijingareais0.50KN/m2.Forvariationofwindpressurebasedonelevation,degreeofgroundroughnessusedisTypeC.

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