天誉四期发展项目初步设计文本

广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计1第三章结构篇3.1 概述3.1.1 工程概况本工程位于广州市天河区天河北路北侧及林和东路东侧交汇处，总建筑面积约为11.4 万平方米，其中地上建筑面积约为 9.0 万平方米，地下建筑面积约为 2.4 万平方米。本工程由两栋超高层塔楼和局部四层裙楼组成，地上各层设立抗震缝 750mm，其中南塔楼结构共五十层，标准层层高为 3.5 米，主要屋面高度为 186.3 米，高宽比约为 6.7， 结构平面为直角扇梯形，无凹凸。北塔楼结构四十二层，标准层层高为 3.5 米，主要屋面高度为158.3 米，结构平面为矩形，高宽比约为 6.8。两栋建筑立面上下一致，楼层无收进和挑出。整个地块范围设六层地下室，作为停车库和功能用房，地下室底板顶面标高约为 -24 米，地下室各层均不设缝。图 1.1 为建筑总平面图及，立面、平面概况见表 3.1。表 3.1 立面、平面概况表塔楼 南塔 北塔地下室层高 地下 6 层 4.05m；地下 53 层 3.25m；地下 2 层 5.30m;地下 1 层 4.90m高度(m) 186.3(不含屋顶机房及幕墙)158.3(不含屋顶机房及幕墙)地面以上层数 50（不含屋顶机房层）42（不含屋顶机房层）结构层高1 层 10.5m（含夹层） ；24 层 4.50m; 5 层 4.8m;6 层 4.35m;550 层 3.5m（南塔）; 542 层 3.5m（北塔） 平面长(m)X 宽(m) 28.1347 23.638.75高宽比（窄向） 7.2 6.9核心筒高宽比 20.7 26.3 图 3.1 建筑总平面图3.1.2 设计标准和规范广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计2本工程结构设计主要依据的国家标准、行业标准和广东省标准如下：建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）建筑结构设计术语和符号标准（GB/T 50083-97）建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006 版）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008 版）混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）砌体结构设计规范（GB 50003-2001）建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）地基与基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）砌体工程施工质量验收规范（GB 50203-2002）人民防空地下室设计规范（GB 50038-2005）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）非承重混凝土小型砌体工程技术规程（DBJ/T15-18-97）混凝土外加剂应用技术规范（GB 50119-2003）建筑变形测量规范（JGJ 8-2007）高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）（2005 版）建筑设计防火规范（GB50016-2006）广东省标准建筑地基处理技术规范（DBJ 15-38-2005）广东省标准广东省实施JGJ3-2002补充规定（DBJ/T15-46-2005）广东省标准建筑地基基础设计规范（DBJ15-31-2003）型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ138-2001）钢结构设计规范（GB50017-2003）3.2 设计条件3.2.1 自然条件本工程结构设计使用年限为 50 年，建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，特征周期 0.35s，抗震设防分类为丙类。混凝土结构的环境类别：地下室临水面和露天混凝土结构为二类 a 组，其余均为一类；建筑结构防火等级为一级；地基基础的设计等级为甲级。3.2.2 荷载取值基本风压强度验算时按 100 年重现期的基本风压值 0.60 kN/m2采用，位移验算时按按50 年重现期的基本风压值 0.50 kN/m2采用，建筑物地面粗糙度为 C 类。楼面荷载见下表3.2.2.1 所示。表 3.2.2.1 楼、屋面荷载标准值表 (kN/m2)类别面层（注 2）天花及设备吊载间隔墙（注 4）活荷载 其它屋面 3.2 0.5 -2.0 (上人)0.5 (不上人)屋面装饰构架按实际取值客厅、卧室 1.3 0.5 - 2.0办公室 1.3 0.51.0（注3） 2.5空中花园 1.3 0.5 - 3.0绿化和土石荷载按实际计电梯大堂 1.3 0.5 - 3.5会所 1.3 0.5 - 4.0餐厅、咖啡厅 1.3 0.51.0（注3） 2.5厨房 1.3 0.5 - 4.0卫生间 1.3 0.5 4.0公共卫生间 1.3 0.5 - 8.0楼梯 1.0 0.5 - 3.5首层行车通道、水景、绿化区（室内） 1.75 0.5 -4.0 或 5.0 施工堆载（注 5）绿化、土石和水景荷载按实际计广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计3首层大堂 1.75 0.5 -3.5 或 5.0 施工堆载（注 5）类别面层（注 2）天花及设备吊载间隔墙（注 4）活荷载 其它首层地下室顶板（室外） 3.2 0.5 -4.0 或 5.0 施工堆载（注 5）实际(绿化用之土层荷载)地下停车场 1.0 0.5 - 4.0(客车)一般机房 0.6 0.5 - 7.0水泵房 0.6 0.5 - 10.0发电机房 0.6 0.5 - 10.0高低压配电房 0.6 0.5 - 10.0变压器房 0.6 0.5 - 10.0制冷机房 0.6 5.0(顶板) - 8.0电梯机房 0.6 0.5 - 7.0设备荷载按实际取值消防车道 按实际 0.5 -20.0(双向板)35.0(单向板)玻璃幕墙 1.50 kN/m2 墙面面积注 1：结构构件自重按实际尺寸取值，上表未包括；注 2：上表中，所有内装饰层荷载，均应以最终建筑图为准；注 3：活动间隔墙荷载；注 4：间隔墙容重按 11kN/m2；注 5：施工堆载不与面层荷载同时考虑。3.2.3 工程场地安全性评价根据广东省地震工程勘察中心所作广州市天誉四期发展项目场地地震安全性评价报告有关结论如下：工程场地覆盖层厚度 13.118m，等效波速 231.55264.67 m/s，场地土类型中软土中硬土，场地类别为类。工程场地 63%、10%和 2%的地震烈度及基岩加速度峰值 PGA 如表 3.2.3.1 所示。表 3.2.3.1 概率（年）I PGA63%(50年) 10%(50年) 2%(50年)概率烈度 I 5.55 6.90 7.88峰值加速度 PGA(cm/s2) 27.26 79.64 154.25工程场地水平的地面加速度峰值平均值如表 3.2.3.2 所示(cm/s 2)表 3.2.3.2平均值63%（50 年） 10%（50 年） 2%（50 年）峰值加速度(cm/s 2) 40.79 111.66 207.22设计地震动参数及其与规范值的对比情况如下表 3.2.3.3 所示。表 3.2.3.3 安评报告与规范地震参数对比概 率（年）参数63%（50 年） 10%（50 年） 2%（ 50 年）安评 规范值 安评 规范值 安评 规范值 max 0.0978 0.08 0.2677 - 0.4969 0.5Tg(s) 0.35 0.35 0.40 - 0.45 0.35 0.95 0.90 0.95 - 0.95 0.90场地稳定性评价：据场地地震测试孔钻探揭露，未发现有活动性断裂通过。但瘦狗岭断裂带距场地约1.5km，据广州市活动断层探测结果，本断裂应属晚更新世活动断裂，不会对工程构成威胁。本工程场地没有较厚淤泥、淤泥质土、砂等软弱层，工程场地较为稳定。3.2.4 工程场地地质情况由广州市城市规划勘测设计研究院为本工程提供的岩土工程勘察报告 （工程编号：2008 城勘 27003）表明，拟建场地地形较为平坦，地面标高在 10.7611.63 米之间，属稳定场地。勘察期间实测钻孔静止地下水位埋深为 0.405.00 米，根据水质分析，本场地地广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计4下水对混凝土结构具有弱中等腐蚀性（属侵蚀性 CO2 引起的分解性腐蚀） ，对钢结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性。钻探所见岩土层自上而下的分布情况和承载力特征值详见下表 3.2.4.1，表 3.2.4.1 埋置深度 承载力特征值土层层号 土层名称 状态(m) fak(KPa)1 杂填土 松散 01.8 702-1 粉质粘土 可塑 1.85.2 1302-2 粉质粘土 硬塑 2203-1 粉质粘土 可塑 5.29.5 1403-2 粉质粘土 硬塑 9.511.8 2203-3 粉质粘土 坚硬 11.814.5 2804-C 粉砂岩 全风化（坚硬土状） 14.515.8 3504-I 砾岩强风化（块状、短柱状）15.818.0 400(550)4-M 细砂岩 中等风化 18.018.5 3000细砂岩 微风化 18.520.8 6000砾岩 微风化 20.823.2 7500细砂岩 微风化 23.227.0 60004-S砾岩 微风化 27.033.1 7500注：土层埋置深度参考 18 号钻孔。3.3 结构超限类型和程度参照“抗规” 、 “高规”和“省补充规定”有关规定，本工程结构超限情况见下表。表 3.3.1 结构体系、抗震等级及结构超限情况表塔楼栋号 南塔 北塔结构型式 钢筋砼框架核心筒结构高度超限(m)超 B 级高度钢筋砼高层建筑(186.3m180m)B 级高度钢筋砼高层建筑(130m、及地下室各层楼板及地下室侧墙） ； d65%）1/1612（26）7644.2 69%65%1/ 967（39）User12 40.8 1 13298.3 109%65%1/1344（23）10200.9 92%65%1/ 938（39）User13 40.8 1 14101.8 115%65%1/1218（28）12534.4平均值与反应谱法结果之比值103%80% 8758.0 79%65%1/ 993（38）8867.7平均值与反应谱法结果之比值81%80%注：User11、User12、User13 均由广东省地震工程勘察中心编制的场地地震安全性评价报告所提供。表 3.6.2.2 北塔时程分析计算参数和结果摘要X 方向作用 Y 方向作用地震波地震加速度时程的最大值(cm/s2)放大系数基底剪力(kN)与反应谱法结果之比值层间位移角最大值（发生楼层）三条波基底剪力平均值(kN)基底剪力(kN)与反应谱法结果之比值层间位移角最大值（发生楼层）三条波基底剪力平均值(kN)User11 40.8 1 7751.870%（65%）1/1822（23）7353.2 79%65%1/ 951（24）User12 40.8 1 12716.7 115%65%1/1654（25）7568.9 81%65%1/1080（19）User13 40.8 1 9978.3 90%65%1/1681（23）10148.9平均值与反应谱法结果之比值92%80% 8366.6 90%65% 1/ 762（24）7762.9平均值与反应谱法结果之比值83%80%注：User11、User12、User13 均由广东省地震工程勘察中心编制的场地地震安全性评价报告所提供。3.6.3 中震弹性碰撞验算由于本工程南塔北塔之间设立一条 750mm 宽的抗震缝，采用 satwe 软件分别对两幢楼进行了中震弹性分析，南北塔楼在中震作用下的最大位移曲线如图 3.6.3.13.6.3.1 所示。图 3.6.3.1 北塔中震作用下 X 向位移曲线图图 3.6.3.2 南塔中震作用下 X 向位移曲线图南塔楼 43 层 X 向最大位移为 D43= 253.78mm。若南北两幢塔楼在中震作用下出现最不广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计12利的反向运动，最大相对位移：D 相对 =750-（245.7+253.78）=251mm0说明南北塔楼在中震弹性作用下不会发生碰撞。3.7 舒适度验算按 10 年一遇的风荷载取值计算结构顶点最大加速度 ，参考高层建筑混凝土结构max技术规程 ，列表计算基于第一振型的顺风向最大加速度及横风向风振加速度。表 3.7.1.1 南塔 Y 向顶点顺风和横风最大加速度顺风向 横风向风荷载体形系数 1.4 地面粗糙度 Cr 重现期调整系数 0.83 风压高度变化系数( Z) 2.226基本风压（10 年） 0.3 结构顶点平均风速(v n,m) 38.7建筑物总迎风面积(m 2) 9701 横风向第一周期(s) 3.9487建筑物总质量(t) 91790.531 建筑物平面宽度 B(m) 28.13第一周期(S) 5.7811 建筑物平面长度 L(m) 34.17脉动增大系数 1.80 建筑物平均重度( )3/mkN5.37脉动影响系数 0.51 横风向临界阻尼比 tcr0.05顺风向最大加速度(m/S 2) 0.033 2Sm横风向最大加速度( )W0.066 2S表 3.7.1.2 南塔 X 向顶点顺风和横风最大加速度顺风向 横风向风荷载体形系数 1.4 地面粗糙度 C r重现期调整系数 0.83 风压高度变化系数( Z) 2.226基本风压（10 年） 0.3 结构顶点平均风速(v n,m) 38.7建筑物总迎风面积(m 2) 5240.1 横风向第一周期(s) 5.7811建筑物总质量(t) 91790.531 建筑物平面宽度 B(m) 34.17第一周期(S) 3.9487 建筑物平面长度 L(m) 28.13脉动增大系数 1.59 建筑物平均重度( )3/mkN5.37脉动影响系数 0.52 横风向临界阻尼比 tcr0.050顺风向最大加速度(m/S 2) 0.016 横风向最大加速 度( )W0.030 2S表 3.7.1.3 北塔 Y 向顶点顺风和横风最大加速度顺风向 横风向风荷载体形系数 1.4 地面粗糙度 Cr 重现期调整系数 0.83 风压高度变化系数( Z) 2.075基本风压（10 年） 0.3 结构顶点平均风速(v n,m) 31.56建筑物总迎风面积(m 2) 6134.1 横风向第一周期(s) 3.65建筑物总质量(t) 75688 建筑物平面宽度 B(m) 23.6第一周期(S) 5.2292 建筑物平面长度 L(m) 38.75脉动增大系数 1.10 建筑物平均重度( )3/mkN5.22脉动影响系数 0.50 横风向临界阻尼比 tcr0.05顺风向最大加速度(m/S 2) 0.018 2Sm横风向最大加速度( )W0.041 2S表 3.7.1.4 北塔 X 向顶点顺风和横风最大加速度顺风向 横风向风荷载体形系数 1.4 地面粗糙度 C r重现期调整系数 0.83 风压高度变化系数( Z) 2.075基本风压（10 年） 0.3 结构顶点平均风速(v n,m) 31.56建筑物总迎风面积(m 2) 3735.9 横风向第一周期(s) 5.2292建筑物总质量(t) 75688 建筑物平面宽度 B(m) 38.75第一周期(S) 3.65 建筑物平面长度 L(m) 23.6脉动增大系数 1.054 建筑物平均重度( )3/mkN4.414广州市城市规划勘测设计研究院 天誉四期发展项目初步设计13脉动影响系数 0.51 横风向临界阻尼比 tcr0.050顺风向最大加速度(m/S 2) 0.018 横风向最大加速 度( )W0.064 2Sm理论计算显示，满足高规结构顶点最大加速度限值 0.25m/S2，结构在风荷载作用下舒适度满足要求。3.8 结构加强措施本工程结构形式复杂，主要超限内容包括： (1)B 级高度钢筋砼高层建筑（南塔为超 B级高度） ；(2) 楼板局部不连续；(3) I 类扭转不规则。针对上述超限情况，本工程结构初步设计前已经完成并通过了结构的超限审查评审。在设计中采取了如下加强措施：