ppt20151012-EPR report20151012_Hefei EPR Presentation--draft

合肥恒大中心C地块项目HefeiEvergrandeCenterLotC,抗震设防专项审查预审汇报,SeismicExpertPre-approvalMeeting,业主：恒大集团建筑设计：晋思(GENSLER)结构设计顾问公司：宋腾添玛沙帝(ThorntonTomasetti,Inc)国内设计合作公司：华东建筑设计研究院,概要,工程简介结构体系回顾扩初阶段结构调整对应专家意见的专项分析合肥恒大中心C塔楼结构体系设计准则结构弹性分析结果结构构件设计与验算抗震性能化设计施工模拟分析和非荷载作用分析裙房结构分析结果,工程简介,塔冠最高点-518米塔楼结构高度-504.1米（不包括地下室）楼层总数-地上102层(自然层108层）4层地下室地上总建筑面积-315,375平方米地下总建筑面积-127,300平方米主要功能,合肥恒大中心主楼结构体系,主要抗侧力体系劲性钢筋混凝土核心筒十六根型钢混凝土柱(SC1和SC2)三道外伸臂桁架次级抗侧力体系外周巨型框架体系巨柱环带桁架,塔楼抗侧力体系,劲性混凝土核心筒,16根劲性混凝土柱,3道外伸臂桁架,7道环带桁架,平面内水平支撑,塔楼抗侧力体系,outrigger外伸臂桁架,belttruss环带桁架,外伸臂桁架,双层环带桁架,扩初阶段结构调整,核心筒剪力墙结构调整,根据专家要求并与建筑协调4区斜墙提高两层（5763层）高度27m收进约3m,根据建筑要求6区斜墙（9195层）高度16.8m收进约1.9m,4区斜墙（5561层）,核心筒剪力墙尺寸调整,阴影区域表示调整后的墙体尺寸，1区外墙按专家要求加厚。中高区墙体进行了优化。,巨柱尺寸及强度调整,阴影区域表示调整后的巨柱尺寸及强度，巨柱进行了优化调整,外伸臂桁架结构调整,第三道外伸臂桁架由5区调整至4区，对降低4区层间位移角效果明显,环带桁架调整,环带桁架调整：6区：单层双层,5区：双层单层，由于87层建筑游泳池布置，调整环带桁架高度,4区：单层双层,高区环带桁架进行了加强，提高巨型框架作用,专家意见回复,对应专家意见的专项分析,专题分析一：塔楼墙体收进处的层间位移角分析,专家意见5：塔楼筒体剪力墙在中部收进，同时外框柱截面尺寸减少，造成上部结构层间位移角明显增大，建议筒体收进位置适当上移，或采取其他措施。,方案阶段层间位移角曲线,专题分析一：塔楼墙体收进处的层间位移角分析,根据建筑，机电和结构设计方的反复研究，筒体收进位置向上移动2层（起始位置55层提高至57层）,专题分析一：塔楼墙体收进处的层间位移角分析,现阶段层间位移角曲线如下：,筒体收进位置（4区下部）的层间位移角突变得到了较大的改善。目前最大层间位移角发生在6区（最大值为1/622），但离规范限值仍有较大富余。,通过结构调整和优化调整外伸臂位置优化调整墙体、巨柱尺寸,专题分析二：斜墙受力及水平推力分析,专家意见8：存在水平推力的楼层处，核心筒墙体中加封闭的水平型钢构件。,4区斜墙（5763层）高度27m收进约3m,6区斜墙（9195层）高度16.8m收进约1.9m,专题分析二：斜墙受力及水平推力分析,专家意见8：存在水平推力的楼层处，核心筒墙体中加封闭的水平型钢构件。,斜墙在其起始层产生较大的水平力。,重力荷载下，作用于核心筒上的水平力相互平衡。在侧向力下，作用于核心筒上的水平力通过楼板传入与侧向力方向平行的核心筒翼墙或腹墙,专题分析二：斜墙受力及水平推力分析,专家意见8：存在水平推力的楼层处，核心筒墙体中加封闭的水平型钢构件。,借鉴水桶箍的工作原理，在斜墙开始楼层提供一个闭合的“箍”型结构可以有效地抵抗水平力。重力荷载下产生的水平力远大于侧向荷载引起的水平力，重力荷载下产生的水平力在闭合结构中可以相互抵消，达到自平衡状态。,4区斜墙水平构件布置,6区斜墙水平构件布置,水平构件形成连续封闭的形式来承担封闭结构中的轴向力。,专题分析二：斜墙受力及水平推力分析,专家意见8：存在水平推力的楼层处，核心筒墙体中加封闭的水平型钢构件。,斜墙楼层的其他加强措施斜墙起止楼层均采用较厚楼板（180mm钢筋桁架组合楼板）核心筒和巨柱之间布置了楼面水平支撑作用：核心筒和外框架之间的水平剪力传递提供了可靠的传力路径在核心筒之外形成了一个极其强大的箍型结构通过加强核心筒本身以及核心筒和外框的联系，斜墙起止楼层的水平力传递得到保障，结构有较好的冗余度。,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,专家意见10：核心筒南北外墙开洞过多，宜采取措施进行调整和加强，并进行抗剪承载力验算；中震下拉应力验算宜给出应力数值。,设计团队在方案研究时遵循以下三个原则：尽量减小核心筒外翼墙上的开洞数量对于因建筑功能原因而无法避免的核心筒外翼墙开洞，采用有效措施加强短墙肢的强度并改善其延性。调整核心筒外翼墙开洞附近墙体布置，保证在短墙肢失效的极端情况下存在可替代的可靠传力路径,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,原方案（方案阶段）,现方案（扩初阶段）,低区(2-6层)核心筒布置图比较,原方案（方案阶段）,现方案（扩初阶段）,首层，B1层核心筒平面比较,经过多轮协调，低区2至4层的南外翼墙的开洞大幅下降墙体开洞经过建筑、结构、机电的沟通协调也进行了调整,调整措施一：减小核心筒外翼墙上的开洞数量,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,首层短墙肢含钢率达到6%8%左右提高其竖向承载力和延性,调整措施二：加大低区核心筒外翼墙厚度并加入型钢形成钢骨混凝土构件以提高短墙肢的竖向承载力,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,调整措施三：短墙肢轴压比分别按墙体和柱子分别计算，从严控制,按墙体计算轴压比：抗震等级取特一级：轴力取重力荷载代表值作用下轴压力设计值，轴压比限值为0.5实际控制轴压比在0.45以内按柱子计算轴压比：抗震等级取特一级，轴力取考虑地震作用组合的轴压力设计值，轴压比限值为0.7实际控制轴压比在0.65左右,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,比较分析,现方案,b.对比方案：减少墙体开洞方案,对比方案整体指标基本不变现方案下核心筒南翼墙开洞对塔楼整体结构特性没有影响可以通过局部加强措施减小开洞影响,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,小墙肢中加入钢骨以提高墙肢的承载力和延性，与原方案相比：抗剪承载力大幅提高近40%至90%左右抗压承载力大幅提高18%至26%左右抗拉承载力大幅提高近60%至200%左右抗弯承载力大幅提高近40%至70%左右小墙肢设计验算短墙肢在中震抗拉验算下无拉力短墙肢在中震下的性能作适当提高，正截面抗弯性能水准：由“中震不屈服”提高达到“中震弹性”首层和39层的短墙肢抗剪承载力能力达到“中震弹性”的目标且剪压比小于0.1墙肢在大震下不发生剪切破坏，控制首层短墙肢的剪压比在0.10以下,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,核心筒外翼墙开洞的替代传力途径,重力荷载代表值工况（1.2DL+0.6LL）下应力云图,墙体开洞上部墙体的应力分布较均匀。短墙肢的压应力水平与较长墙肢应力水平相近。最短的四个墙肢（图中以虚线框标出）的最大应力约为20.0MPa，较长的墙肢的最大应力水平在18.0Mpa左右,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,核心筒外翼墙开洞的替代传力途径,替代传力途径方案（去掉小墙肢）：首层南翼墙墙肢墙体应力图,剩下的相邻墙肢的应力水平略有上升。最大的压应力由18.0Mpa上升至20.0Mpa左右，增幅约11.0%，在可以接受的范围之内5层以上的墙体应力和取消小墙肢前无明显变化，主要应力变化集中在14层，出现局部的应力集中。墙肢开洞上方的墙体起到了深梁的作用，通过类似拱的作用把原来由短墙肢的竖向力向相邻墙肢传递。,假定4个最短墙肢失效,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,大震下弹塑性时程分析结果：TT结果,首层南翼墙开洞处墙体混凝土应变示意图,39层，40层处南翼墙开洞处墙体混凝土应变示意图,核心筒南翼墙开洞处墙体应变水平适中，没有明显的损伤,南面墙体首层墙体角部转角示意图,南面墙体39-40层墙体角部转角示意图,图例：混凝土压应变水平（相对于屈服应变的比值）:蓝色(20%),绿色(40%),橙色(80%)，红色(100%),图例：蓝色为20%IO水准；绿色为50%IO水准；橙色为150%IO水准；红色为100%LS水准,核心筒南翼墙开洞处墙体在大震下的性能水准高于“生命安全”,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,大震下弹塑性时程分析结果：建研院结果,最大响应的人工波下，混凝土受压损伤因子如下：,大震下墙肢受压损伤因子分布可以看出：南翼墙底部开洞造成的短墙肢在大震下没有明显的损伤,X主向,Y主向,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,备选方案,首层核心筒平面,首层核心筒平面,第39，40层平面,除了在首层，第39层和40层以外的楼层，墙肢的长度达到12米以上，不利于抗剪延性的发挥不利于抗剪延性的发挥且与北部外翼墙开洞无法形成对称性建议增加南部外墙开洞,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,备选方案,首层南翼墙墙肢墙体主应力图（重力荷载代表值下）,第39，40层南翼墙墙肢墙体主应力图（重力荷载代表值下）,墙肢轴压比验算：墙肢的编号及轴压比验算如下表所示。墙肢轴压比分别按墙肢和框架柱分别验算，按不利情况考虑。验算结果显示轴压比可以达到要求（部分墙体含钢率略微提高）。,专题分析三：核心筒外翼墙开洞分析,备选方案与现方案在整体动力特性方面十分接近，各项指标均满足规范要求,合肥恒大中心C塔楼结构体系,核心筒剪力墙,4区斜墙（5763层）高度27m收进约3m,低区核心筒布置(32.9mx33.3m),中、高区核心筒布置(26.1mx27.1m，22.5mx22.5m),6区斜墙（9195层）高度16.8m收进约1.9m,核心筒剪力墙,劲性钢筋混凝土核心筒,个别墙体可内埋钢板或型钢以满足轴压比和抗剪条件,翼墙底部1.3m，顶部0.30m腹墙底部0.8m，顶部0.25m,1至3区核心筒,4至7区核心筒,巨柱（型钢混凝土柱）,8根方形巨柱(SC1)位于建筑四边8根圆形巨柱(SC2)建筑角部,巨柱（型钢混凝土柱）,平面布置八个钢骨柱SC1（与外伸臂相连）及八个钢骨柱SC2SC1为矩形柱，SC2为圆形柱SC1底部边长3.4x4.2米，顶部边长1.8x2.2米SC2底部直径3.3米，顶部直径1.0米,1至3区巨柱,4至7区巨柱,外伸臂桁架,经过与建筑的沟通以及设计深化，确定伸臂位置为1，3，4区,外伸臂桁架,立面布置三道外伸臂桁架,桁架弦杆贯通核心筒桁架斜杆1.1mX1.1m1.0mX1.0m宽翼缘型钢外伸臂桁架现阶段主要由刚度控制，将在扩初阶段优化,环带桁架,方案阶段已结合建筑功能布置以及擦窗机布置尽可能布置环带桁架，加强巨型框架作用,环带桁架,立面布置七道环带桁架,桁架斜杆0.60 x0.60m0.90 x0.90m宽翼缘型钢环带桁架现阶段主要由刚度控制，将在扩初阶段优化,楼面水平桁架,机电层布置水平桁架水平桁架同外伸臂桁架同时为钢骨柱提供平面外刚度及稳定性水平桁架将钢骨柱水平分量传至核心筒增强楼面的刚度和强度,塔楼重力体系选型,重力荷载由巨柱、核心筒、重力钢柱及环带桁架传递到底部基础采用钢梁及压型钢板加钢筋混凝土面层组合楼板体系相对于钢筋混凝土楼板，组合楼板更轻；施工更快捷,塔楼楼板体系,普通层：120mm厚钢筋桁架组合楼板机电层200mm厚钢筋桁架组合楼板避难层/斜墙起止层：180mm厚钢筋桁架组合楼板,一区办公楼层结构平面图,125mm厚组合楼板,钢梁,圈梁,核心筒内部钢梁,地下室结构体系,钢筋混凝土框架结构+少量剪力墙8.5mX8.5m典型柱网首层：双向梁板体系，180mm厚楼板作为嵌固层地下一夹层（主要为自行车库）采用平行双次梁单向板体系地下一层（主要为设备层）采用平行双次梁单向板体系地下二层和三层（主要为设备层及车库），采用平行双次梁单向板体系,地质条件,桩持力层为第、1或2层，埋深约45-53米,塔楼桩基,塔楼:拟采用1.1m直径抗压桩采用桩筏基础,裙房/地下室:200mm直径锚杆或400mm长螺旋压灌桩,设计准则,规范与规程使用年限安全等级建筑抗震设防类别抗震等级活荷载风荷载地震作用,主要规范与规程,本工程结构设计依据主要为中国，安徽省和合肥市地方现行规范、规程:,参考的国际规范,美国钢结构施工协会钢结构施工手册（第13版，2005）美国混凝土协会ACI318-11/318R-11建筑规范结构混凝土要求及条文说明美国钢结构建造协会设计手册6：混凝土内插W型钢的荷载与参数设计(1992)国际规范委员会国际建筑规范（InternationalBuildingCode）2009ASCE/SEI41-06房屋旧有房屋的抗震加固（注：该设计规程既可用于旧有建筑基于性能的设计，但也适用新建建筑。）建筑物及其他结构最小设计荷载规程（ASCE7-10）（ASCE）美国钢结构施工协会由于人类活动引起的楼面振动美国GSA抗连续倒塌分析及设计指南2003,使用年限、安全等级和抗震设防类别,设计使用年限塔楼的设计使用年限在承载力及正常使用情况下为50年，考虑耐久性时重要构件使用年限可取100年，次要构件使用年限取50年，或根椐相关规范确定。建筑安全等级塔楼重要构件一级，重要性系数1.1。塔楼次要构件二级，重要性系数1.0。重要构件：核心筒、巨柱、外伸臂桁架、环带桁架、周边框架梁和楼面水平支撑。次要构件：除重要构件外的其它构件如楼面次梁。建筑抗震设防类别：塔楼和裙房：重点设防类（乙类）,塔楼抗震等级,塔楼及裙房：,地下室：,注：核心筒底部加强区从计算嵌固端起算取至墙体高度的1/10处，至12层楼板（标高53.5m）。,典型楼面荷载,注：本项目采用值仅用于杆件设计，整体分析使用荷载规范提供的活荷载,设计风荷载,塔楼分析采用风洞试验结果。强度设计：基本风压（50年重现期）的1.1倍采用，3.5%阻尼比层间位移角校核：50年重现期，3.5%阻尼比以下是风洞试验提供的结果,风荷载下顶层加速度,高规JGJ3-2002，办公楼的十年一遇加速度限值为0.25m/s2。塔楼在10年一遇风荷载下的结构加速度为0.158m/s2，满足中国规范和国际规范（ISO）的要求。,结构顶点最大加速度信息见如下RWDI公司提供的资料：,地震作用,（注：最小剪重比考虑0.80的折减系数）,地震作用,本项目在不同地震水准下的反应谱取值原则为：1常遇地震采用规范反应谱曲线形状，6s后取平最大地面加速度取规范值35gal放大系数：2.25（按规范）阻尼比：4%2设防地震采用规范反应谱曲线形状阻尼比：4%3罕遇地震采用规范反应谱曲线形状阻尼比：5%,结构弹性分析结果,整体结构分析结果周期,根据ETABS结果，塔楼第一扭转周期与第一平动周期的比值为0.69，小于规范限值0.85ETABS和MIDAS模型在刚度上非常接近,整体结构分析结果周期,ETABS和MIDAS模型结构前三阶振型,结构荷载及质量,注：以上荷载数据不包括地下室部分。,风荷载和地震作用（常遇地震）,楼层剪力,ETABS,MIDAS,风荷载和地震作用（常遇地震）,倾覆力矩,ETABS,MIDAS,风荷载和地震作用,ETABS和MIDAS模型基底作用反力计算结果接近,风荷载及地震作用下结构位移,结构位移,ETABS,MIDAS,风荷载及地震作用下结构位移,层间位移角,ETABS,MIDAS,常遇地震作用下结构位移,ETABS和MIDAS模型层间位移角计算结果接近层间位移角满足规范小于1/500的要求，X向和Y向均由小震控制。,地震作用下外框剪力与底部剪力比较,Y方向外框剪力值,X方向外框剪力值,1至3区（154层）：基本达到8%左右，4至6区（55100层）：4%至8%之间7区（100层以上）：3%至4%之间7区（100层以上楼层）底部楼层总剪力仅占基底的剪力的20%，虽然外框剪力约仅占塔楼基底剪力的3.2%，但与7区分区底部剪力的比值已达到16%,地震作用下外框倾覆力矩,X方向外框倾覆力矩值,外框承担的基底倾覆力矩占总倾覆力矩的约60%。,Y方向外框倾覆力矩值,软弱层验算,对普通楼层当层高大于上层层高1.5倍首层ETABS和MIDAS侧向刚度比计算结果接近塔楼仅6层和90层存在软弱层，其余所有楼层不存在软弱层6层为裙房屋顶层，90层则由于层高较高（本层高8.1m，含夹层，上层层高仅4.2m）,ETABS,MIDAS,受剪承载力比值验算,ETABS,塔楼仅69，84，85，100层存在薄弱层其余所有楼层不存在薄弱层（楼层承载力突变）本工程不存在同一楼层同时是软弱层和薄弱层的情况,刚重比验算,按规范施加倒三角荷载验算,结构的刚度和重力荷载满足稳定性要求。需考虑重力二阶效应。,注：*考虑塔楼下大上小体型的特殊性，大部分质量分布在下部楼层，而规范公式系按塔楼质量均匀分布的假定推导出，因此对按规范公式计算得出的值进行修正（*1.35）。,塔楼三维整体屈曲分析,模型计算得到的整体弯曲失稳的第1阶屈曲系数均大于10，表明其在弹性状态下具有较好的稳定性，水平荷载作用对其影响不大。构件设计中将考虑P-作用影响。,剪重比验算,ETABS,MIDAS,ETABS和MIDAS剪重比计算结果接近本项目最小剪重比为1.2%*0.80=0.96%塔楼基本满足7度区1.2%的楼层剪重比要求（一区以上均满足）；一区剪重比均高于最低剪重比0.96%的要求。,剪重比验算,最小剪重比要求：1.2%*0.80=0.96%塔楼基本满足7度区1.2%的楼层剪重比要求；一区剪重比均高于最低剪重比0.96%的要求。,ETABS,扭转不规则验算,部分楼层扭转位移比超过1.2（约20层），存在超限，但所有楼层扭转位移比不超过1.4底部楼层扭转位移比超限的原因：南侧翼墙开洞在大部分楼层比北侧翼墙少，造成抗侧刚度的不对称，可以通过调整南侧翼墙开洞予以改善,ETABS,小震弹性时程分析,弹性时程基底剪力以及与小震反应谱剪力,小震弹性时程分析-地震剪力,小震弹性时程分析下的地震剪力-X,小震弹性时程分析下的地震剪力-Y,小震弹性时程分析-倾覆力矩,小震弹性时程分析下的倾覆力矩-X,小震弹性时程分析下的倾覆力矩-Y,小震弹性时程分析-侧向位移,小震弹性时程分析下的侧向位移-X,小震弹性时程分析下侧向位移-Y,小震弹性时程分析-层间位移角,小震弹性时程分析下的层间位移角-X,小震弹性时程分析下的层间位移角-Y,弹性时程下最大层间位移小于1/500，满足规范要求,塔楼超限验算总结,针对结构超限的主要设计原则及措施,采用简洁，高效，安全的抗侧力体系巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系主要设计原则如下：建立多道抗震防线力求结构平面对称布置力求结构竖向布置规则,针对结构超限的主要设计原则及措施,增强核心筒延性的措施底部加强区采用钢板剪力墙，并且墙压比被严格控制在规范建议的0.5以下（重力荷载代表值作用下）。在核心筒角部和墙体交叉点增设型钢，增加延性，降低墙体混凝土应力水平。对中震验算下的剪力承载力不够的墙体加钢板形成组合钢板剪力墙。尽量保证墙体的洞口的布置是对称和规则的。对连梁剪压比控制在0.2以下。对跨高比小于2.5的连梁和剪压比不够的连梁除配置普通钢筋外，将在连梁中布置型钢或斜向钢筋以增加其抗剪承载力。在较厚墙体中布置多层钢筋，以使墙截面中剪应力均匀分布且减少混凝土的收缩裂缝。,针对结构超限的主要设计原则及措施,增强巨柱延性的措施地震力组合作用下的巨柱轴压比控制在规范建议的限值0.65以内。对于剪跨比小于2的柱采用箍筋全高加密；采用合理的构造措施，并按规范提高体积配箍率。巨柱内埋巨型组合钢柱以构成劲性巨柱以提高巨柱延性。,针对结构超限的主要设计原则及措施,针对外伸臂桁架及薄弱层的措施伸臂钢桁架将贯通墙体，从而使传力途径简单明了可靠。在外伸臂加强层及上下层的核心筒墙体内增加配筋。要求外伸臂与巨柱及墙体的安装及连接在塔楼的墙柱短期变形完成以后方可进行，以减少由恒载引起的附加内力。,针对结构超限的主要设计原则及措施,针对环带桁架的措施在环带桁架层采用深梁和楼面桁架为环带桁架提供平面外支撑。在环带桁架层楼板平面内采用水平支撑进一步提高环带桁架平面外稳定性。环带桁架（转换桁架部分）抗震设计按150%内力设计。环带桁架设计时同时考虑水平地震和竖向地震的作用。,针对结构超限的主要设计原则及措施,其它措施按规范要求进行时程分析补充计算，了解结构在地震时程下的响应过程，并借此初步寻找结构潜在薄弱部位以便进行针对性的结构加强。结构计算分析时考虑P-效应、模拟施工加载对主体结构的影响。有效控制结构的刚度比和抗剪承载力的比值。控制结构顶点最大加速度，满足舒适度要求。对所选用的符合本项目场地土的地震波，进行抗震性能化设计。,结构构件设计与验算,结构构件设计与验算结果总结,钢骨混凝土柱,含钢率：4，符合组合结构设计规范(JGJ138-2010)的建议要求混凝土等级：C70C60，5区及以上C60,SC1,SC2,钢骨混凝土柱轴压比验算,巨柱最大轴压比为0.49，低于0.65的规范限值,钢骨混凝土柱压弯验算,校核钢骨混凝土柱在风荷载、小震和中震下的压弯承载力巨柱应在小震下保持弹性；底部加强区及加强层在中震下保持弹性；其余区域遵守中震不屈服的原则。钢骨混凝土柱承载力满足要求,劲性钢筋混凝土核心筒,核心筒剪力墙墙体尺寸及轴压比,剪力墙最大轴压比低于0.50的规范限值,1至3区核心筒,4至7区核心筒,核心筒剪力墙中震下拉应力验算,核心筒剪力墙满足中震下拉应力校核,FE,WE,WW,中震下拉应力限值采用T2.2时取=2.2；1.5时取=1.5,FE,WE,WW,FW,连梁抗剪截面验算,典型连梁抗剪截面验算,目前钢筋混凝土连梁截面满足中震不屈服抗剪要求，部分连梁将考虑加型钢,当跨高比大于2.5时,当跨高比不大于2.5时,混凝土连梁,劲性连梁,外伸臂桁架验算,外伸臂桁架按中震不屈服设计考虑压弯联合作用所有外伸臂桁架杆件应力满足中震不屈服要求。,外伸臂桁架验算,外伸臂桁架按中震不屈服设计考虑压弯联合作用所有外伸臂桁架杆件应力满足中震不屈服要求。,外伸臂桁架验算,外伸臂桁架按中震不屈服设计考虑压弯联合作用所有外伸臂桁架杆件应力满足中震不屈服要求弦杆承载力设计不考虑楼板贡献,环带桁架验算,环带桁架按中震弹性设计考虑压弯联合作用所有环带桁架应力满足中震弹性要求弦杆承载力设计不考虑楼板贡献。,环带桁架验算,环带桁架按中震弹性设计考虑压弯联合作用所有环带桁架应力满足中震弹性要求,环带桁架验算,环带桁架按中震弹性设计考虑压弯联合作用所有环带桁架应力满足中震弹性要求,塔楼结构弹塑形性分析,塔楼弹塑性分析,抗震性能目标地震波的选择弹塑性分析分析模型材料本构关系大震下结构整体响应剪力墙、连梁及巨柱在大震下的性能表现,剪力墙内埋钢板在大震下的性能表现巨柱内埋型钢在大震下的性能表现外伸臂桁架在大震下的性能表现环带桁架在大震下的性能表现结构性能小结,塔楼结构设计性能目标,塔楼结构设计性能目标,地震波的选择,采用地震波公司提供的三组地震波，考虑三向组合,地震波的选择,峰值加速度根据规范放大到220gal,L0031,地震波的选择,单条波基底剪力是规范谱的77%108%三条谱的平均是规范谱的94%102%结论：采用的地震波是合理的,弹塑性分析分析模型,采用三维非线性有限元软件PERFORM3D剪力墙为包含弯曲和剪切变形的墙单元。含钢筋的墙（壳）单元被定义为纤维单元来代表其刚度、强度和变形能力，运用它们来进行弹塑性时程分析型钢混凝土柱采用杆件纤维单元模拟连梁以及框架梁采用非线性FEMA铰单元模拟构件的非线性属性参考中国规范，并借鉴ASCE41-06定义,材料本构关系混凝土,混凝土单轴受压应力-应变曲线的参数值,混凝土单轴受拉应力-应变曲线的参数值,材料本构关系钢材,钢材应力应变关系图,钢筋应力应变关系,模型校核,ABAQUS模型与ETABS模型结构特性相符。,大震下结构整体响应,基底响应,楼层剪力,楼层倾覆力矩,大震下结构整体响应,结构侧向变形,X向层间位移角,Y向层间位移角,最大层间位移角为1/167（L952波），小于1/100。,大震下结构整体响应,最大层间位移角在X方向为1/167，在Y方向为1/163基底剪力为弹性规范小震基底剪力的4.51-5.86倍，剪重比的范围为3.4%-4.1%均满足规范要求,弹塑形主要整体指标,弹性和弹塑性模型的比较,基底剪力X：,弹性和弹塑性模型的比较,基底剪力Y：,弹性和弹塑性模型的比较,顶点位移X：,天然波L952/L953下的顶点位移有相对明显的错峰情况,弹性和弹塑性模型的比较,顶点位移Y：,天然波L952/L953下的顶点位移有相对明显的错峰情况,剪力墙、连梁及巨柱混凝土的大震性能,受压损伤,大部分剪力墙受压损伤较小，损伤主要集中在高区加强层区域所有巨柱受压损伤较小大部分连梁出现明显损伤，连梁形成铰机制，在强震作用下起到了“保险丝”的作用，符合屈服耗能的抗震工程学概念,各结构构件所占耗能的比例,核心筒墙体混凝土和钢筋拉伸应变分布,蓝色达到50%混凝土拉应变绿色达到100%混凝土拉应变橙色达到50%钢筋拉伸屈服应变红色达到100%钢筋拉伸屈服应变,L7455/L7454X三维图,在大震作用下，墙体开始开裂和翼墙的损伤程度较为明显，其中主要集中在核心筒第5到第6区。个别墙体中的钢筋拉应变在第6区达到50%屈服应变，不过未见墙体中钢筋有达到100%拉伸屈服。,核心筒墙体混凝土压缩应变分布,红色代表墙体混凝土压缩应变达到100%混凝土强度橙色代表墙体混凝土压缩应变达到80%混凝土强度绿色代表墙体混凝土压缩应变达到40%混凝土强度蓝色代表墙体混凝土压缩应变达到20%混凝土强度,L7455/L7454X三维图,在大震作用下，墙体翼墙的压缩应变程度较大，主要集中在底部1-5层，带斜撑的墙体和5963层的斜墙中，压缩应变均大于40%的混凝土屈服应变。不过未见有墙体压缩应变达到80%的墙体，满足性能目标,墙体转角性能分布,红色代表墙体转角达到100%IO水准橙色代表墙体转角达到60%IO水准绿色代表墙体转角达到30%IO水准蓝色代表墙体转角达到10%IO水准,以上图显示角部墙体的转角均小于IO水准,连梁塑性破坏分布,7455/7454X立面图,7455/7454X侧面图,红色代表连梁转角达到100%IO水准橙色代表连梁转角达到75%IO水准绿色代表连梁转角达到50%IO水准蓝色代表连梁转角进入屈服阶段,连梁损伤较大的位置主要集中在上部结构40-45%的连梁进入屈服其中有10%左右的连梁大于IO水准，主要分布在区域5-7。未见有连梁大于LS水准满足性能目标,7455/7454X俯视图,框架梁塑性破坏分布,7455/7454X立面图,7455/7454X侧面图,红色代表连梁转角达到LS水准橙色代表连梁转角达到50%LS水准绿色代表连梁转角进入屈服蓝色代表连梁转角进入IO水准,大部分框架梁转角超过IO水准（0.25y),但是未见有框架梁屈服。,7455/7454X俯视图,框架柱转角变形监测,7455/7454X,7455/7454Y,红色代表框架柱转角达到100%LS水准橙色代表框架柱转角达到100%IO水准绿色代表框架柱转角达到50%IO水准蓝色代表框架柱转角达到10%IO水准,巨柱转角绝大部分小于IO水准，个别在顶层略大，不过小于LS水准,框架巨柱中混凝土压缩应变,7455/7454X,7455/7454Y,红色代表框架柱混凝土压缩应变达到100%混凝土强度橙色代表框架柱混凝土压缩应变达到60%混凝土强度绿色代表框架柱混凝土压缩应变达到20%混凝土强度蓝色代表框架柱混凝土压缩应变达到10%混凝土强度,压缩应变均小于IO水准,框架巨柱中型钢拉伸应变,7455/7454X,7455/7454Y,红色代表框架柱混凝土压缩应变达到100%钢材屈服强度橙色代表框架柱混凝土压缩应变达到60%钢材屈服强度绿色代表框架柱混凝土压缩应变达到20%钢材屈服强度蓝色代表框架柱混凝土压缩应变达到5%钢材屈服强度,拉应变均小于IO水准,裙房混凝土柱子混凝土压缩应变,7455/7454X,红色代表框架柱混凝土压缩应变达到100%混凝土强度橙色代表框架柱混凝土压缩应变达到50%混凝土强度绿色代表框架柱混凝土压缩应变达到20%混凝土强度蓝色代表框架柱混凝土压缩应变达到8%混凝土强度,绝大部分裙房混凝土柱子的混凝土压缩应变处于混凝土屈服应变的8-20%左右，个别在裙房顶部达到50%混凝土强度。,7455/7454Y,环带桁架应变分布情况,环带桁架支撑构件位置示意图,每个数据点代表一根具体构件，其中每个区域有32根桁架构件。,整体上处于弹性阶段环带桁架压缩以及拉伸应变在第2,5区域较大，其中在底层第2区域（X方向地震），有个别达到压缩屈服的情况,伸臂桁架应变分布情况,伸臂桁架支撑构件位置示意图,每个数据点代表一根具体构件，其中每个区域有24根桁架构件。,所有构件均处于弹性阶段伸臂桁架拉压应变分布较为均匀，在塔楼上部区域（第5区域）存在稍微大的轴向应变其中最大值达到0.76y,TT弹塑性分析结论,弹塑性模型与小震弹性模型相吻合。层间位移角小于1/100的规范要求最大值1/167（X），1/163（Y）连梁:大部分连梁屈服耗能，形成了铰机制，符合屈服耗能的抗震工程学概念。核心筒是本结构的主要抗侧力构件组成部分型钢巨柱未见屈服的现象，混凝土压缩应变达到20%的混凝土压缩屈服应变在罕遇地震下，大部分框架梁进入“立即入住IO”水准，满足“生命安全（LS）”性能水平环带桁架压缩以及拉伸应变在第2,5区域较大，其中在底层第2区域，有个别达到压缩屈服的情况。不过整体上处于弹性阶段。塔楼结构满足生命安全性能要求。,TT与建研院弹塑性数据对比,楼层剪力分布对比,建研院-Vx,TT-Vx,建研院-Vy,TT-Vy,TT和建研院结果接近。,TT与建研院弹塑性数据对比,楼层倾覆弯矩对比,建研院-Mx,TT-Mx,建研院-My,TT-My,TT和建研院结果接近。,TT与建研院弹塑性数据对比,层间位移角对比,建研院-层间位移角x,TT-层间位移角x,建研院-层间位移角y,TT-层间位移角y,TT和建研院结果接近。,TT与建研院弹塑性数据对比,塔楼顶点位移对比,建研院-塔楼顶点位移x,TT-塔楼顶点位移x,建研院-塔楼顶点位移y,TT-塔楼顶点位移y,TT和建研院结果接近。,TT与建研院弹塑性数据对比-结论,第三方（建科院）弹塑性分析结论层间位移角小于1/100的规范要求最大值1/163（X），1/165（Y）剪力墙：大部分剪力墙混凝土受压损伤因子较小（混凝土应力均未超过峰值强度）。连梁：大部分连梁破坏，形成了铰机制，符合屈服耗能的抗震工程学概念。塔楼结构满足生命安全性能要求。,我司与第三方弹塑性结果接近，均表明：塔楼结构满足生命安全性能要求。,施工模拟分析和非荷载作用分析,施工模拟分析和非荷载作用分析,本项分析的起因混凝土收缩和徐变不可避免超高层：核心筒和巨柱之间不均匀竖向变形，导致不均匀楼面外伸臂桁架中的附加内力本项分析的目的估算巨柱和核心筒墙体10年内的竖向压缩变形估算楼层标高的施工补偿量复核外伸臂桁架的强度,施工模拟分析和非荷载作用分析,混凝土收缩和徐变的计算模型采用B3模型施工进度表普通楼层：5天/层；加强层：10天/层外伸臂桁架的锁定时间：结构施工的末期,施工模拟分析的假定:,施工模拟分析和非荷载作用分析,侧向荷载风荷载：30年一遇地震荷载：常遇地震的80%层间位移角1/905（风）；1/775（地震）核心筒强度验算：满足要求,施工模拟分析和非荷载作用分析,混凝土压缩变形弹性压缩徐变收缩,巨柱和墙体的长期竖向变形,施工模拟分析和非荷载作用分析,巨柱长期压缩竖向变形,10年后巨柱的压缩变形弹性压缩比重大/收缩变形相对较小,(考虑长期荷载效应的)巨柱SC1在10年后的压缩变形,(考虑长期荷载效应的)巨柱SC2在10年后的压缩变形,施工模拟分析和非荷载作用分析,墙体长期压缩竖向变形,10年后核心筒的压缩变形弹性压缩比重大/收缩变形相对有所增大,(考虑长期荷载效应的)墙在10年后的压缩变形,施工模拟分析和非荷载作用分析,巨柱长期压缩竖向变形,巨柱的压缩变形随时间的变化施工期间完成的变形占相当大的比重,(考虑长期荷载效应的)巨柱SC1在10年期间的总压缩变形,(考虑长期荷载效应的)巨柱SC2在10年期间的总压缩变形,施工模拟分析和非荷载作用分析,墙体长期压缩竖向变形,核心筒墙体压缩变形随时间的变化,(考虑长期荷载效应的)墙在10年期间的总压缩变形,施工模拟分析和非荷载作用分析,塔楼和墙体的差异压缩变形（10年后）,巨柱SC1变形比墙体小巨柱SC2变形：同SC1,10年后巨柱SC1和墙之间的差异变形,1年后巨柱SC2和墙之间的差异变形,WallShortenMore,施工模拟分析和非荷载作用分析,楼层标高的施工补偿,根据长期压缩变形确定巨柱和核心筒的楼层施工标高,巨柱SC1高于设计楼层标高119mm核心筒需高于设计楼层标高186mm,施工模拟分析和非荷载作用分析,外伸臂锁定后的差异变形,外伸臂桁架在施工末期锁定外