兰州万达写字楼超限报告

“成都金牛万达广场写字楼”超限高层建筑抗震设计可行性论证报告超限高层建筑抗震设计可行性论证报告兰州城关万达广场7号楼（甲级写字楼）建设单位：兰州万达广场投资有限公司设计单位：北京东方国兴建筑设计有限公司 2012年10月兰州城关万达广场7号楼（甲级写字楼）超限高层建筑抗震设计可行性论证报告写字楼设计名册设计总负责人： 胡 炜建筑专业负责人： 冀僧力结构专业负责人： 崔汉栋结构专业审定人： 华裕忻结构专业审核人： 解 芳结构专业设计人： 丁继永 目录1 工程概况11 工程概况12 设计依据.53 设计条件和参数53.1 结构设防标准53.2 荷载53.2.1 竖向荷载53.2.2 风荷载63.2.3 雪荷载63.3荷载效应组合83.3.1 无地震作用组合83.3.2 有地震作用组合83.3.3 中震不屈服组合83.3.4 中震弹性组合83.3.5 大震组合83.4主要勘察成果83.4.1 地貌地形93.4.2 场地地质条件93.4.3 水文地质条件93.4.4 场地抗震性能93.4.5 地勘报告建议94 结构体系94.1上部结构型式94.2结构材料和主要构件尺寸104.2.1 混凝土104.2.2 钢筋104.2.3钢材104.2.4 主要构件尺寸及混凝土强度等级105地基基础设计115.1 基础持力层115.2基础形式115.3地下室抗浮125.4地下室环境类别及混凝土抗渗等级125.5建筑物的沉降控制、温度应力控制126 写字楼超限高层建筑结构设计及可行性分析136.1 写字楼结构体系及平面布置136.2 结构超限检查136.3 结构特点及抗震措施146.3.1 结构抗震设计参数、结构主要尺寸及抗震等级146.3.2结构抗震设计要求及性能目标146.4 超限设计的措施及对策156.5弹性分析156.5.1 结构分析软件及分析模型156.5.2 多遇地震下的弹性分析166.5.3 中震计算296.5.4大震截面控制316.6 弹塑性分析326.7 风荷载下舒适度验算526.8 写字楼抗震设计可行性小结527、结论53附录： 结构计算书建筑结构初设图纸超限高层建筑工程初步设计抗震设防专项审查申报表工程名称兰州城关万达广场写字楼申报人联系方式齐英泉建设单位：齐英泉计单位：丁继永设单位兰州万达广场投资有限公司建筑面积73700 设计单位北京东方国兴建筑设计有限公司设防烈度8度0.20g，第三组勘察单位甘肃省建筑设计研究院设防类别标准设防类建设地点兰州市城关区建筑高度层数主楼结构高度 176.750 m（42层）；底部无裙房，地下室埋深13.450m（2层）。场地类别液化判别II类场地，波速等效剪切波速Vse为378496m/s；不考虑液化影响平面规则性结构长宽比44.1/39.7=1.11核心筒长宽比22.0/18.4=1.20基础持力层平板式筏板埋深14.4m，底板厚度2.2m，核心筒下2.7m；持力层为卵石，根据平板载荷实验，承载力特征值为807Kpa,压缩模量为40MPa。竖向规则性结构高宽比176.75/39.7=4.45核心筒高宽比176.75/18.4=9.6结构类型钢筋混凝土框架-核心筒抗震等级框架：特一级；核心筒剪力墙：特一级计算软件PKPM-2012YJK-2012Midas Building2012ABAQUS6.9材料强度梁C35；柱C60C50墙C60C50；板C35钢骨 Q345计算参数周期折减系数0.85，刚性楼面考虑双向地震及5%偶然偏心作用梁截面标准层框梁：500800、500900结构总重剪重比总重GE=141434tX向剪重比2.975%(规范差值2.78%)Y向剪重比3.165%(规范差值3.10%)柱截面下部15001500mm1500X1300mm 轴压比:0.65中部15001300mm1000X1000mm 轴压比:0.55顶部900900mm 轴压比:0.38自振周期X=4.2926秒；Y=3.6888秒；T=3.33秒周期比3.33/4.2926=0.775（规范0.85）筒体四边剪力墙厚下部1000mm800mm轴压比:0.45中部700mm600mm 轴压比:0.31顶部500mm 轴压比:0.07最大层间位移角X=1/711（27F），位移比1.03Y=1/770（21F），位移比1.17钢梁钢柱钢支撑无钢梁无钢柱无钢支撑扭转位移比偏心率5%X=1.17（4F），位移角1/1344Y=1.38（3F），位移角1/1421短柱跃层柱短柱范围-2F42F小震弹性时程分析波形峰值两条人工波、五条天然波峰值70gal转换层刚度比无转换层剪力比较X= 30420.307/33269.744=91%（基底）Y=34051.186/34434.729=98%（基底）错层无错层位移比较X= 210/238.5=88.05%Y= 168/198.7=84.5%连体含连廊无连体弹塑性位移角X=1/101（25F）1286mmY=1/105（37F） 987mm加强层刚度比无加强层，刚度比满足JGJ3-2010第3.5.2条要求框架承担的比例地面层倾覆力矩X= 28.4%，Y=24.5%13层剪力X=25.36%，Y=19.58%多塔偏心无裙房，塔楼在基础处嵌固，故不属于多塔体系大型屋盖无大型屋盖超限设计简要说明本工程主要超限项目：1、高度超限，建筑高度176.75m，超B及高度26.25%。2、扭转不规则，考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2。3、楼板不连续，开洞面积大于30%，穿层柱、单边梁。本工程性能目标为D级，对于底部加强区剪力墙、框架柱受剪按中震弹性验算，底部加强区剪力墙、外框柱受弯按中震不屈服验算，非底部加强区剪力墙、外框柱按中震不屈服验算，经验算其构件承载力均满足要求。经弹塑性时程分析验算，8度罕遇地震作用下，结构主要竖向构件损伤程度非常低，竖向承重以及水平抗侧功能基本完好，结构仍然具备一定的承载能力，结构层间位移角小于规范规定的限值。主要加强措施：1. 提高底部加强区水平分布筋的配筋率（加大至0.4%0.5%）及约束边缘构件的配筋率（加大至1.4以上），核心筒角部及主要墙肢节点布置型钢（地下二层至地上六层），核心筒四角全高做约束边缘构件，提高筒体底部的延性。2. 提高框架所承受剪力小于0.1Q0楼层的筒体剪力墙的水平分布筋的配筋率（加大至0.40%0.5%）及约束边缘构件的配筋率（加大至1.4%以上），确保在第一道防线有较强抗震能力抵抗地震作用。3. 筒体剪力墙在楼层标高处增设暗梁，增强筒体剪力墙的整体性；适当的提高连梁箍筋配筋，在跨高比较小的连梁中增设交叉暗撑，提高连梁延性，避免脆性破坏。4. 提高框架柱的承压能力和延性，框架柱-2至16层设置型钢。5. 中震作用下核心筒外墙受拉墙肢布置型钢（地下二层至地上六层），型钢承担所有墙肢拉力，同时提高核心筒外墙承压能力，抗剪能力以及延性。6. 首层顶大堂楼板开大洞，本层楼板加厚至150mm，采用双层双向配。7. 加强外框架角柱的截面及含钢率，降低角柱轴压比（0.65），提高角柱的延性。8. 核心筒剪力墙布置多层钢筋，确保墙体受力均匀。9. 采取施工措施，控制核心筒及外框柱竖向变形差异。 兰州城关万达广场7号楼（甲级写字楼）超限高层建筑抗震设计可行性论证报告1 工程概况本工程为超高层写字楼。建筑面积约7.72万，地下建筑面积0.35万，地上建筑面积7.37万。写字楼为42层办公楼，高度176.75米，标准层层高4.0m。首层层高6.1m，二至五层层高5.1m，14、28层设备避难层层高5.1m。地面以上无裙房，2层地下室。地下一、二层为车库。写字楼主体结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。框架柱内-2至16层设置型钢。核心筒剪力墙贯通建筑全高。主体结构高度为176.75m（从室外地坪算至结构屋面，室内外高差0.15m）。建筑抗震设计规范GB50011-2010中规定的8度区钢筋混凝土框架-筒体高层建筑最大适用高度：A级100m、B级140m， 写字楼高度为超规范B级高度建筑(超26.25%)。综上，写字楼属于超限高层，需进行抗震设防专项审查。图1.1 建筑效果图图1.2 地下二层平面图 图1.4 地下一层平面图 图1.5 首层平面图 图1.6 二层平面图 图1.7 三至五层平面图 图1.8 标准层平面图 图1.9 剖面图2 设计依据u 对该项目建设的立项批复u 业主提供的设计任务书u 建设单位与设计单位会议及其会议纪要、来往函件等；u 岩土工程勘察报告u 工程场地地震安全性评价报告u 兰州城关万达广场CFD数值风洞报告（2012.10）u 本工程建筑、空调、给排水、电气、弱电及智能化等各专业提供的设计资料。u 本工程使用的主要规范：建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑结构荷载规范 GB50009-2012混凝土结构设计规范 GB50010-2010建筑抗震设计规范 GB50011-2010高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010钢结构设计规范 GB50017-2003高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138-2010钢骨混凝土结构设计规范 YB9082-2006建筑地基基础设计规范 GB50007-2011高层建筑箱形与筏形基础技术规范 JGJ6-2011混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002(2011年版)钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001建筑抗震设计规程 甘肃省地方标准 u 本工程使用的主要计算程序：PKPM-SATWE、YJK-2012、midas Buliding2012 、ABAQUS3 设计条件和参数3.1 结构设防标准根据场地地震安评报告、建筑抗震设计规范GB50011-2010及建筑抗震设防分类标准GB50233-2008对主楼结构分析和设计采用的建筑物分类参数如表3.1：表3.1结构基本参数结构设计基准期50年结构设计使用年限50年建筑结构安全等级二级（01.0）建筑抗震设防类别标准设防类地基基础设计等级甲级基础设计安全等级二级抗震等级核心筒剪力墙：特一级、框架：特一级抗震设防烈度8度抗震措施8度设计基本地震加速度值0.20g设计地震分组第三组场地类别II类特征周期Tg0.45s阻尼比小震0.05、大震0.07周期折减系数0.853.2 荷载3.2.1 竖向荷载楼面活荷载根据建筑结构荷载规范GB50009-2012取用如表3.2：表3.2.1楼面荷载统计（单位:kN/m2）位置/荷载活荷载备注不上人屋面0.5上人屋面2.0办公室、会议室、客房2.0消防疏散楼梯、避难区3.5楼梯、走道、电梯厅2.5卫生间2.5餐厅2.5门厅、走廊3.5厨房4.0微机房3.0地下一层顶板4.0考虑施工荷载地下停车库及车道4.0小汽车车库设备机房电梯机房7.0变配电间水箱间10.0其它楼面荷载按建筑结构荷载规范采用。3.2.2 风荷载根据建筑结构荷载规范GB50009-2012及高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010，甘肃省兰州市10年一遇的基本风压为0.20KN/ m2，50年一遇的基本风压为0.30kN/m2，100年一遇的基本风压为0.35 kN/ m2。地面粗糙度按B类。根据兰州城关万达广场项目CFD数值风洞报告(2012.10)，住宅楼迎风面最大平均风压系数为2.2，270度工况下最大值为2.6，根据建筑结构荷载规范，相应高度处（按150米高度处计算）相应的平均风压系数约为2.38X0.8=1.904。四个工况下，背风面最大平均风压系数为-1.4，规范值为2.38X（-0.5）=1.19。总体上，分析结果略大于规范值。此平均值小于规范值，本工程采用规范值进行计算。3.2.3 雪荷载根据建筑结构荷载规范GB500092012，雪荷载按100年一遇的雪压S0=0.20kN/m23.2.4 地震作用本工程按建筑抗震设计规范GB 50011-2010及场地地震安全性评估报告计算地震作用及采用抗震措施。1）地震动参数由建筑抗震设计规范GB50011-2010，地震动参数见表3.2.4a。表3.2.4a规范地震动参数设计基准期50年设防水准63.2%10%2%重现期50年（小震）475年（中震）2475年（大震）地震影响系数max0.160.450.90曲线下降段衰减指数0.90.90.9直线下降段斜率调整系数 10.020.020.02阻尼调整系数 21.01.01.0时程波加速度峰值Amax70cm/s2200cm/s2400cm/s2特征周期 Tg0.45s0.45s0.50s由场地地震安全性评估报告，地震动参数见表3.2.4b。表3.2.4b安评报告地震动参数设计基准期50年设防水准63.2%10%2%重现期50年（小震）475年（中震）2475年（大震）地震影响系数max0.160.520.98曲线下降段衰减指数0.90.90.9地震动加速度放大系数 m2.252.252.25阻尼调整系数 21.01.01.0时程波加速度峰值Amax70cm/s2230cm/s2440 cm/s2特征周期 Tg0.40s0.45s0.45s2）反应谱根据建筑抗震设计规范GB50011-2010及高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010，地震影响系数曲线（地面设计地震加速度反应谱）形式如下：上式中：各参数见表3.2.4a。根据场地地震安全性评估报告，工程场地的地震影响系数曲线（地面设计地震加速度反应谱）形式如下：上式中：T0=0.04，T1=0.1，m，Amax见表3.2.4b。根据以上两组公式，绘制出的小震反应谱图如下图所示：中震及大震安评谱与规范谱如下图：3）地震作用的选取由上图可见，场地地震安全性评估报告小震反应谱与建筑抗震设计规范小震反应谱相比，在结构第一自震周期附近，两条反应谱交汇。根据计算，对比结构在两条反应谱下的地震力，本工程小震分析计算的地震动参数按建筑抗震设计规范小震反应谱选取。根据超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点（建质2010109号）第四章第十二条第二款“选择与其水准的地震作用参数设计时，中震和大震仍可按规范的设计参数采用”，即中震、大震计算分析地震动参数按规范选取。3.3荷载效应组合3.3.1 无地震作用组合无地震作用效应组合时，荷载效应组合设计值按下式确定：S=GSGk+QQSQk+WWSWk式中：S荷载效应组合的设计值G永久荷载分项系数Q活荷载分项系数w风荷载分项系数SGk永久荷载效应标准值SQk活荷载效应标准值SWk风荷载效应标准值Q活荷载组合值系数W风荷载的组合值系数各分项系数及组合系数如下表所示：控制参数GQQWW永久荷载效应控制1.351.40.71.4控制参数GQQWW可变荷载效应控制1.21.41.01.41.00.60.71.03.3.2 有地震作用组合有地震作用效应组合时，荷载效应组合设计值按下式确定：S=GSGe+EhSEhk+WWSWk式中：Ge重力荷载代表值分项系数Eh水平地震作用分项系数SGe重力荷载代表值SEhk水平地震作用效应标准值各分项系数及组合系数如下表所示：控制参数GEhWW永久荷载效应控制1.21.30.2可变荷载效应控制1.21.31.40.23.3.3 中震不屈服组合根据建筑抗震设计规范中提供的50年超越概率为10%的地震动参数进行中震效应计算。中震的地震影响系数取0.45。当按中震不屈服进行构件设计时，不考虑地震内力调整，荷载作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数均取1.0，即：SkRk式中，Sk为荷载效应的标准组合，Rk则为未考虑分项系数的材料强度标准值。3.3.4 中震弹性组合根据建筑抗震设计规范中提供的50年超越概率为10%的地震动参数进行中震效应计算。当按中震弹性进行构件设计时，不考虑地震内力调整，荷载作用、材料强度均按设计值，即：SRdRE式中，S为荷载效应设计值，Rd则为抗力设计值，RE为构件承载力抗震调整系数。3.3.5 大震组合重要的钢筋混凝土竖向构件及转换构件应符合受剪截面满足大震下的截面控制条件，即：VGk+VEk0.15fckbh0式中，VGk为对应于永久荷载标准值的剪力，VEk对应于水平地震作用（大震）标准值的剪力。3.4主要勘察成果3.4.1 地貌地形拟建场地属黄河南岸级阶地后缘、II级阶段前缘；地形总体平坦，局部临路较高，高程介于1510.971513.93m之间。3.4.2 场地地质条件根据甘肃省建筑设计研究院提供的岩土工程勘察报告（以下简称“勘察报告”），本次岩土工程勘察勘探深度范围内（最深35.80m）的地层，按岩性及工程特性划分为4个主层4个亚层，将场地内岩土分层描述如下：（1）填土层：灰褐色，土质不均匀，以粉土为主，含煤渣、砖块、粉细砂、角砾、卵石、建筑垃圾等，稍湿，稍密。厚度为0.706.30m，地面标高为1510.971513.93m。拟建场地内普遍分布。（2）卵石层：冲洪积成因。杂色，成份以石英岩、花岗岩、变质岩等为主，颗粒磨圆度较好，呈亚圆形，一般粒径210cm，含漂石，交错排列，充填物以细砂及圆砾为主，含少量粉土，卵石颗粒约占全重的65%左右，卵石颗粒中等风化，表层2.0m左右稍密状态，其下中密密实状态。该层中夹有粉细砂薄层或透镜体，厚度较薄，呈中密密实状态。卵石层埋深为0.706.30m，层顶标高为1510.971513.93m，层底标高为1499.001503.05m，厚度为5.2012.80m；1、35、36、37、42、45、46、47、90、91、92号勘探点附近，揭露卵石层厚度较大，厚度为10.5020.60m，层底埋深为12.8022.30m，标高为1488.801498.44m。砂岩：黄褐色砖红色，半成岩状，泥钙质胶结，矿物成份以长石、石英为主，细中粗粒碎屑结构，厚层状构造，遇水易软化，属软岩。表层1.505.40m为强风化状态，其下为中等风化状态；强风化状态下，微裂隙及风化裂隙发育，风化后结构大部分破坏，呈碎屑状，岩体基本质量等级为级；中风化-微风化状态下，见微裂隙，风干后呈碎块状，岩体基本质量等级为。该层普遍埋深为8.8013.30m，层顶标高为1499.001503.05m，1、35、36、37、42、45、46、47、90、91、92号勘探点附近，揭露砂岩层埋深较深，深度为13.4022.30m，标高为1488.801498.44m。勘探深度内未揭穿。 地层承载力特征值及模量 地层编号地层名称fak(kPa)Es (Eo) (MPa)填 土60卵 石550（40.0）砂岩（强风化）500（35.0）砂岩（中风化）600（50.0）备注当未被地下水浸泡、扰动时，中风化砂岩承载力可达到750kPa。甲方提供的甘肃省建筑科学研究院工程质量检测中心做的浅层地基平面载荷试验，卵石的地基承载力特征值为807KPa。3.4.3 水文地质条件在勘探过程中各孔均见地下水，地下水埋深在2.905.90m，水位标高介于1507.671508.15m，平均标高1508.04m。地下水主要赋存于卵石层中，属潜水类型。卵石层、砂层渗透系数为K4555m/d。地下水主要接受大气降水、地表水入渗等补给，排泄方式主要以径流排泄、人工开采和蒸发消耗为主，地下水流向北侧。3.4.4 场地抗震性能根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）附录A，本场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第三组。根据场地剪切波速测试结果，场地土覆盖层厚度为1114m，其土层等效剪切波速值Vse为378m/s496m/s，场地类别为类。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）及兰州市区建筑抗震设计规程（DB62/T25-3037-2006）第4.1.1条，拟建场地内饱和砂土均不液化，可不考虑液化的影响，属抗震有利地段。3.4.5 地勘报告建议建议采用筏板基础，持力层为卵石层。考虑到地下水的影响，纯地下室基础设计时应考虑抗浮要求。建议抗浮水位标高为1509.50m对地下室基础进行抗浮计算。4 结构体系4.1上部结构型式写字楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。在钢筋砼框架-核心筒结构与型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构之间进行了比较，经甲方确认选择了性价比较好的钢筋砼框架-核心筒结构。为减小外框柱的截面、增加外框柱的延性性能，同时满足轴压比的要求，在钢筋砼外框柱内保留了型钢，型钢含钢量在45%。纯地下室部分采用钢筋砼框架结构。 4.2结构材料和主要构件尺寸4.2.1 混凝土结构构件所用混凝土不低于C30，根据GB50010-2010的规定，材料参数如下：强度等级标准值fck（N/mm2）设计值（N/mm2）弹性模量Ec（N/mm2）fcftC3020.114.31.433.00104C3523.416.71.573.15104C4026.819.11.713.25104C4529.612.11.803.35104C5032.423.11.893.45104C5535.525.31.963.55104C6038.527.52.043.601044.2.2 钢筋结构构件所用混凝土不低于C30，根据GB50010-2010的规定，材料参数如下：钢筋种类符号直径（mm）fyk（N/mm2）fy（N/mm2）Es（N/mm2）HPB3006-223002702.1105HRB3356-503353002.0105HRB4006-504003602.01054.2.3钢材钢材牌号钢材板厚（mm）强度设计值（N/mm2）强度标准值（N/mm2）抗拉、抗压、抗弯f抗剪fv抗拉、抗压、抗弯Q235162151252351640205120225406020011521560100190110205Q345163101803451635295170325355026515529550100250145275Q390163502053901635335190370355031518035050100295170330弹性模量E（N/mm2）剪变模量G（N/mm2）线膨胀系数（/。C）质量密度（Kg/mm3）206103791031210-678504.2.4 主要构件尺寸及混凝土强度等级3号楼：混凝土强度：地下-220层2129层3035层36层以上混凝土墙（柱）、连梁C60C55C50C50梁、顶板C35C35C35C35楼梯随楼层梁、板基础垫层C20基础底板C40板厚地下室顶板180mm，标准层120mm、屋面150mm， 剪力墙厚度核心筒外墙厚度：1000mm500mm核心筒内墙厚度：400500mm，框架柱型钢柱：15001500 框架柱1500X1300900X900型钢：100010003030框架梁框架梁：柱与核心筒500800 外框梁500x900次梁：3507005地基基础设计5.1 基础持力层根据甘肃省建筑设计研究院提供的岩土工程勘察报告提供的剖面图，基础持力层为卵石，根据甘肃省建筑科学研究院工程质量检测中心提供的平面载荷试验报告，地基承载力特征值为807KPa，卵石层与砂岩层压缩模量为40MPa、35 MPa，天然地基满足承载力要求，筏板厚度2.2m，核心筒下筏板2.7m，经计算地基整体变形及基底应力详见下图。 地基沉降图 基底反力图 地基承载力验算5.2基础形式本工程0.000相当于黄海高程为1514.00m，地下二层建筑地面标高为-10.65m。地基基础设计等级为甲级。基础为筏板基础，筏板厚度2.2m，核心筒范围2.7m。筏板底标高为-13.45m=1500.55m。主楼区域板厚向外与地下室延伸2.50m。纯地下室采用独立柱基加防水板，防水板板厚度为0.5m，出于对建筑使用功能的考虑，地下室不设永久缝，在主楼和纯地下室之间设置沉降后浇带，以减小地基不均匀沉降对整体结构带来的不利影响。5.3地下室抗浮根据勘察报告，本工程的抗浮设计水位为1509.50m ，裙房及纯地下室区域地下水头高度为7.15m。主楼区域上部结构自重较大，无抗浮问题；纯地下室区域地下2层，地面覆土较少，自重较轻，抗浮问题更突出。因此，本工程纯地下室区域，采用设置抗浮锚杆解决抗浮问题。5.4地下室环境类别及混凝土抗渗等级混凝土结构的环境类别：地下室与土、水接触部位的构件为二b类，地下室底板和外墙混凝土强度等级采用C40，地下室抗渗等级：P8。5.5建筑物的沉降控制、温度应力控制在主体结构周围设置沉降后浇带，待主体结构完工后浇筑。地下室平面尺寸较大，为解决超长结构混凝土易产生裂缝问题，在正负零标高及以下地下室结构设置施工后浇带，间距不大于40m。6 写字楼超限高层建筑结构设计及可行性分析6.1 写字楼结构体系及平面布置写字楼采用钢筋混凝土框架核心筒结构体系，建筑物总高度为176.75m。结构采用双重抗侧力体系，钢筋混凝土核心筒作为第一道防线，框架作为第二道防线，各层框架承担的地震总剪力不小于底部总剪力的20%。写字楼首层为大堂，层高6.15m；25层为酒楼，层高均为5.1m；14、18层为设备层，层高为5.1m；其余各层为办公标准层（详结构平面图）。标准层平面呈39.7m44.1m的矩形，长宽比为1.11。外框柱最大间距为9.6m，外框柱与核心筒之间的距离X向为10.00m，Y向为10.7m。核心筒剪力墙贯通建筑物全高，核心筒外墙厚度为1000500mm，逐层减小。核心筒平面尺寸为18.4m22.0m，长宽比为1.20，核心筒高宽比为9.6。框架柱在基础顶至地上16层为型钢混凝土柱，17层以上为钢筋混凝土柱，外框梁和楼层梁均采用钢筋混凝土梁。外框柱截面1500x1500900x900mmxmm，型钢混凝土柱（型钢含钢率4%5%）。框架梁截面为500800，楼面次梁350x700。核心筒外楼板120mm，核心筒内楼板厚120mm。本工程外框架与核心筒之间楼面梁的跨度较大。根据规范要求，大跨度楼面次梁应避免搭在核心筒连梁区域，结合办公标准层平面布置，并且尽可能增加室内净高，故在每个柱跨内布置一根次梁，次梁间距约为4.8m，次梁高度不超过700mm。6.2 结构超限检查本工程根据超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点（建质2010109号），对规范涉及结构不规则性的条文进行了检查。检查结果详见下表6.2a6.2c：表6.2a 建筑结构高度超限检查项目超限类别超限判断备注高度8度区A级高度框架-核心筒结构100米8度区B级高度框架-核心筒结构140米176.75米高度为超B级高层超B级26.25% 表6.2b 建筑结构一般性超限检查项目超限类别超限判断备注扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2超限（最大1.38）同时有三项及三项以上不规则的高层建筑即为超限（前两项不重复计算）凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长的30%不超限组合平面细腰形或角部重叠形不超限楼板不连续有效宽度大于50%，开洞面积大于30%，无错层 ，穿层柱、单边梁。超限刚度突变考虑层高刚度修正的相邻层侧向刚度比小于0.9、1.1（当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时）1.5（底部嵌固层）不超限尺寸突变缩进大于25%,外挑大于10%和4米不超限构件间断上下墙、柱、支撑不连续，含加强层不超限承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%不超限表6.2c 建筑结构严重规则性超限检查项目超限类别超限判断备注扭转偏大不含裙房的楼层扭转位移比大于1.4不超限具有一项不规则的高层建筑即为超限扭转刚度弱扭转周期比大于A级高度0.9，B级高度大于0.85不超限层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%不超限高位转换框支转换构件位置：8度超过3层不超限厚板转换79度设防的厚板转换结构不超限塔楼偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20%不超限复杂连接各部分楼层、刚度、布置不同的错层或连体结构不超限多重复杂结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型的2种以上不超限超限小结：从以上三个检查表格可知：本工程写字楼结构高度为176.75m（按室外地坪算至结构屋面标高），超过了高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010规定的8度区框架-核心筒结构B级高层的最大高度140m，故本工程写字楼属超B级高度的房屋。本工程平面布置基本规则，竖向构件连续，刚度比满足规范要求。在规定水平力作用下位移比X方向大于 1.20（1.38）。 6.3 结构特点及抗震措施6.3.1 结构抗震设计参数、结构主要尺寸及抗震等级表6.3.1a 结构抗震设计参数结构类型框架-核心筒安全等级二级设防烈度8度建筑结构抗震设防类别丙类表6.3.1b 结构主要尺寸及抗震等级层数地上42层地下室2层高度主楼176.75m地下室埋深约13.45m塔楼标准层平面尺寸（长宽）39.7m44.1mm（结构外轮廓尺寸）结构高宽比176.75/39.7=4.45（6）核心筒高宽比176.7518.4=9.6（12）上部结构嵌固部位基础 剪力墙底部加强部位-24层抗震等级地下二层及以上框架：特一级；-2层屋顶层筒体：特一级；地震参数小震：按规范特征周期0.45s，地震影响系数max=0.160中震：按规范特征周期0.45s，地震影响系数max=0.45大震：按规范特征周期0.50s，地震影响系数max=0.90周期折减系数框筒0.90 6.3.2结构抗震设计要求及性能目标 ： 整体D级 ，性能水准1.4.5表6.3.2 结构抗震设计要求及性能目标地震烈度水准多遇地震设防地震罕遇地震性能水准完好、无损坏轻度损坏大震不倒最大层间位移角1677-1100底部加强区核心筒剪力墙及框架柱满足弹性设计要求正截面抗弯承载力不屈服，抗剪承载力弹性正截面承载力允许进入塑性，抗剪满足截面控制条件底部加强区核心筒连梁及框架梁正截面抗弯承载力允许进入塑性，抗剪承载力不屈服正截面承载力允许进入塑性，抗剪满足截面控制条件非加强区核心筒剪力墙及框架柱承载力不屈服部分构件允许进入屈服阶段底部加强区核心筒连梁及框架梁正截面抗弯承载力允许进入塑性，抗剪承载力不屈服部分构件允许进入屈服阶段其他结构构件6.4 超限设计的措施及对策本工程为超限工程，为将本超限结构设计做到安全、经济、合理，对超限设计采取以下措施及对策： 6.4.1计算措施： 采用三个不同力学模型的空间分析程序PKPM、YJK-2012、和Midas Building2012进行对比校核计算，保证小震下整体结构各项指标符合规范要求，结构变形满足规范要求。 小震计算时采用场地地震安全性评估报告以及建筑抗震设计规范（GB50011-2010）提供的地震动参数的较大值。 根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 5.1.13条规定，本工程采用小震作用下的弹性时程分析法进行补充计算，所采用时程曲线的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。施工图设计时，取七组地震波弹性时程分析结果的平均值与振型分解反应谱法分析结果二者的较大值对结构进行设计。 中震计算取建筑抗震设计规范（GB50011-2010）提供的地震动参数，验算各构件符合中震作用下的性能目标。对于中震时出现小偏心受拉的混凝土构件采用特一级构造，拉应力超过混凝土抗拉强度标准值设置型钢承担所有拉应力。 在罕遇地震作用下，采用ABAQUS软件进行动力弹塑性分析，找出结构薄弱部位，并观察结构在罕遇地震力作用下的塑性铰发展趋势。检验结构在罕遇地震下的弹塑性变形满足规范限值1/100要求，保证大震不倒的设防目标。 验算在10年一遇的风荷载作用下建筑使用的舒适度，满足规范要求。6.4.2抗震加强措施： 控制外框柱轴压比（0.65）及墙肢的轴压比（0.45）。 对于底部加强区核心筒剪力墙抗剪按中震弹性、抗弯按中震不屈服验算，底部加强部位边缘构件中设置型钢增强其抗弯、抗剪能力，同时增强其延性。 外框柱的地震剪力取基底地震总剪力的20%和框架按刚度分配最大层间剪力的1.5倍二者的较小值。对于柱分配层剪力小于基底地震总剪力的10%的楼层，框架柱分配的剪力不应小于基底地震总剪力的15%。同时核心筒剪力乘以1.1。 底部加强区外框柱抗剪按中震弹性验算，抗弯按中震不屈服验算。为提高框架柱的承压能力和延性，外框柱内基础至地上16层设置型钢型钢含钢率为4%5%。 对连梁和框架梁加强构造措施，适当提高连梁箍筋配筋，并在跨高比较小的连梁中增设交叉暗撑，提高其变形能力。 核心筒抗震等级按特一级。主要墙肢的约束边缘构件向上延伸四层（至地上八层），核心筒四角全高做约束边缘构件；同时加大水平分布筋的配筋率（加大至0.4%以上）及约束边缘构件的配筋率（加大至1.4%以上），确保筒体剪力墙有较强抗震能力抵抗地震作用。 核心筒外墙受拉墙肢布置型钢（地下二层至地上六层），型钢承担所有墙肢拉力，同时提高核心筒外墙承压能力，抗剪能力以及延性。 提高底部加强区筒体的竖向分布筋配筋率（加大至0.4%0.5%），提高筒体底部的延性。 筒体剪力墙在楼层标高处增设暗梁，增强筒体剪力墙的整体性，提高结构的抗震性能，更好的发挥结构的空间作用。 首层顶大堂楼板开大洞，本层楼板加厚至150mm，采用双层双向配筋。 加强外框架角柱的截面及含钢率，降低角柱轴压比（0.65），提高角柱的延性。 核心筒剪力墙布置多层钢筋，确保墙体受力均匀。 采取施工措施，控制核心筒及外框柱竖向变形差异。6.5弹性分析6.5.1 结构分析软件及分析模型本工程弹性计算分析软件分别采用PKPM-2012、YJK-2012、Midas Building-2012空间分析软件进行对比校核计算，计算分析采用整体空间结构模型。计算时按刚性楼板假定，按高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010第5.1.13.1条规定，计算振型数不少于15个，本工程计算取30个振型。本工程地下室二层，主楼地下室基坑约-13.45米深。基础为嵌固端，避难层层高5.10m，与上、下层层高相差较大，通过墙厚、梁高的调整，从表6.5.1可见，避难层等层高变化的相邻层竖向刚度均匀无突变。6.5.2 多遇地震下的弹性分析6.5.2.1振型分解反应谱法分析（1）振型、周期比及质量参与系数表6.5.2a 振型、周期对比振型号写字楼SATWEYJKMidas14.3009（x 1.00）4.2926（x 1.00）4.3093（x 98.07）23.6837（Y 1.0）3.688（Y 1.00）3.7505（Y 95.14）33.2699（