名企超限高层建筑工程抗震专项审查申报表

广州容柏生建筑工程设计事务所超限高层建筑工程抗震专项审查申报表PAGE4广州保利珠江新城F2-2地块项目超限高层建筑抗震设防审查申报表建筑结构超限设计可行性报告结构设计计算书(另编册)广州容柏生建筑工程设计事务所2008．04超限高层建筑抗震设防审查送审文件建筑工程甲级编号：190306-sj建设单位：保利广州房地产开发有限公司广州市天河区冼村经济发展公司工程名称:广州保利珠江新城F2-2地块项目专业：结构事务所负责人：容柏生项目负责人：李盛勇结构总工程师：张元坤结构专业负责人：徐重人\张文华结构专业设计人：廖耘肖德周梅婵露李定乾邓孝祥何辉广州容柏生建筑工程设计事务所2008．04超限高层建筑工程抗震专项审查申报表建设单位保利广州房地产开开发有限公司司工程名称保利珠江新城F22-2地块项项目建筑面积地上14.6万m22地下5.6万m2申报日期2008.04勘察单位广州地质勘察基础础工程公司资质甲级地震安评报告提供供单位广东省地震工程勘勘测中心设计单位广州容柏生建筑工工程设计事务务所资质甲级证书编号190306-ssj联系人李盛勇联系电话020-810887767抗震设防标准设防烈度7度建筑抗震设防类别别丙类多遇地震下αmaax/γ0.0847／00.95设计基本地震加速速度0.10g建筑场地类别II类偶遇地震下αmaax/γ0.2384／11.00设计地震分组第一组特征周期值（秒）0.35罕遇地震下αmaax/γ0.4468／11.04勘察报告基本数据据平均剪切波速246.65m//s覆盖层厚度11～21m持力层埋深8～34m液化土判别轻微液化～不液化化基础概况基础类型人工挖孔灌注桩，天天然地基基础础，永久性抗抗拔锚杆桩长4～12m核心筒承台厚度（m）2.0塔楼高度（m）169塔楼层数（含裙楼楼）39结构层高1～4层5.50m；5～～39层4.20mm地下5层3.755m；地下4、3、3层3.25mm；地下1层5.20mm平面长(m)X宽宽(m)118.5x877.8（裙房）86.45x677.83（塔楼）塔楼高宽比1.95（X向）2.49（Y向）结构类型钢框架—钢筋砼双双核心筒混合合结构防震缝设置无转换层设置无加强层设置伸臂桁架加强层222层和双核心筒筒连接加强桁桁架21～23层构件抗震等级钢筋混凝土筒体为为特一级结构超限情况结构高度超限超适用的最大高度度(169.0>>160)是否复杂高层是（带设加强层）平面扭转不规则塔楼（层号）(对应层层间位移角)X向平面扭转位移比比（层数）=1.34(6)(1/14413)Y向平面扭转位移比比（层数）==1.27（21）(1/763)裙楼（层号）(对应层层间位移角)X向平面扭转位移比比（层数）=1.47(1)(1/28858)Y向平面扭转位移比比（层数）==1.29（2）(1/1643)Ⅱ类扭转不规则楼板局部不连续是侧向刚度不规则否抗侧力构件不连续续否楼层承载力突变是整体的超限情况总总结共4项指标超限（略超适适用的最大高高度，楼板局局部不连续,Ⅱ类扭转不规规则，楼层承承载力突变），体型属特别不规则结构。注：结构不规则程度分类、平面扭转位移比等按照《广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规程>(JGJ3-2002)补充规定》之附件《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》确定。1***电算结果汇总表***1软件SATWEETABS*计算振型数3030第1，2平动周期及方向5.145(YY向)4.902(Y向向)3.578(XX向)3.182(X向向)第一扭转周期3.9223.475第1扭转/第1平动周期0.7620.709地震下基底剪力（KN）X2620526730Y2451724870结构总质量（KNN）24192182470079单位面积重度(KKN/m2)计算14.514.8剪重比(不足时已按规范要要求放大)X1.58%1.6%Y1.20%1.4%地震下倾覆弯矩((kN*m))X24703642433020Y23176232231229有效质量系数X96.89%99.72%Y97.69%99.82%50年一遇风荷载下最最大层间位移移角(层号)(《广东超限审查细则则》补充规定定限值1/615）X1/2014(221)1/2533（222）Y1/663(36）1/727（366）地震荷载下最大层层间位移角(层号)(《广东超限审查细则则》补充规定定限值1/615）X1/1232（116）1/1573（115）Y1/750(388)1/827（366）考虑偶然偏心最大大扭转位移比比（层号）(对应层层间位移角)裙楼(1～4层)X1.47（1）((1/28558)-Y1.29（2）((1/16443)-塔楼(5层以上)X1.34（6）((1/14113)-Y1.27（21）(1/7633)-构件首层最大轴压压比(SATWEE)φ1200钢管砼柱柱墙0.87-φ600钢管砼柱墙墙0.38-钢筋砼筒体0.43-地震作用下本层层层间位移角与与上层层间位位移角的1.3倍或上3层层间位移移角平均值的1.2倍比值中最最大值（层号号）(《广东超限审查细细则》第三条条)X0.93(35))0.95(37))Y0.99(21))0.90(21))层侧刚与上层700％或上3层平均值80％比值中最最小值（层号号）X1.3137((17)1.468(244)Y1.1049（221）1.493(177)楼层受剪承载力与与上层75％的比值(层号)（不含加强桁架层层21～23层及相邻的的层）X1.23(1)Y1.32(1)加强层及相邻的层层(20～24层)楼层受剪承承载力与上层层75％的比值(层号)X0.96(21))Y0.39(21))刚重比EJd/GGH2X3.75Y1.64※注：(1)表中“平面扭转位移比”按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2002)4.3.5条:B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑的楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍;和《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》补充规定”第三条”中“表3.3.1-3”:(2)因桁架加强层的刚度突变，21层的Y向楼层受剪承载力只有上层的29%；但其结果来自SATWE程序自动默认的配筋,并不是本工程的实际配筋(并不意味着21层抗剪承载力不够)。具体设计时我们可以通过加强措施，使21层Y向核心筒墙肢配筋满足大震下抗剪承载力的要求。并且经过验算可以发现，大震作用下的22桁架层楼层剪力并没有大过21层的层剪力(详《结构超限设计可行性报告》章节5.4.1)。(3)由于本工程较为复杂，根据本工程的特点，增加采用MIDAS对全楼进行有限元分析，另详《MIDAS全楼有限元弹性分析报告》；其结构特性与SATWE的计算结果较相近。此外还采用ABAQUS进行弹塑性时程分析，有关内容另详《ABAQUS弹塑性动力时程分析报告》。5基本抗震构造与超限处理1结构计算处理整体计算软件SATWE（20006年版）、ETTABS8..4.8、MIDASS7.1、ABAQUUS6.6..1模型处理结构计算考虑偶然然偏心地震作作用，双向地地震作用，扭扭转耦联及施施工模拟。因因为首层梁对对塔楼柱不能能完全嵌固，所所以整体分析析时带地下室室计算,以基础面为为嵌固端。弹性时程分析a.由楼层剪力力曲线可知，X、Y向地震作用下“最大楼层剪力曲线平均反应”在110米以下基本在反应谱曲线范围内(有个别地震波在反应谱曲线外，在施工图阶段拟适当加强抗剪配筋)；高度大于110米时,有部分时程波平均反应在反应谱曲线外，由于超出的数值不大且位于剪力不大的顶部区域，所以在施工图阶段将进一步复核该部分楼层的抗剪承载力是否有足够富余,以决定是否加强该部分楼层核心筒的抗剪承载力；b．楼层位移曲线除了了X向在裙层单塔变双双塔处(36层)有些突变处处，基本光滑滑无突变，反反映结构侧向向刚度较为均均匀。层位移移曲线均以弯弯曲型为主，曲曲线斜率变化化最大位置接接近底部，说说明最大有害害层间位移角角位于底部楼楼层，拟予构造加强强。c．层间位移角曲线在在裙楼、加强层层和36层有些突变处处，这和刚度度变化是相吻吻合的；因为Ｙ向加强层刚刚度提升很多多，所以Y向层间位移移角剧烈变小,显示了加强强桁架对结构构侧向位移的的强大约束作作用。结合satwee(详SATWEE计算文件《位位移输出文件件》)的Y方向的有害害位移角(剪切变形)占总位移角角的百分比例例可以知道，加加强层的有害害位移角比例例达7.8%～34.5%，而相邻层层的有害位移移角比例只有有1.0%左右,说明加强层层的剪切刚度度有突变，对对抗震不利的的剪切刚度增增大了。所以以在施工图设设计时拟适当提高加加强层相邻几几层的抗剪配配筋。d．时程分析最大楼层层弯矩曲线基本光滑滑无突变，这这和竖向构件连连续是吻合的的。e．除少量楼层外，时程程反应平均值值均小于反应应谱结果，证证明反应谱分分析在弹性阶阶段对结构起起控制作用。时程波曲线和反应谱曲线规律基本一致,说明反应谱拟合的动力特性是可靠的。整体结构弹性有限限元分析因楼板局部不连续，故用MIDAS软件进行结结构整体弹性性有限元分析析，对加强层、加加强层桁架、空空中花园等关键环节及及构件进行的的分析表明，这这些楼层楼板板在地震下的的拉应力较大，需采用用加强配筋。弹塑性时程分析采用ABAQUSS6.6.11进行罕遇地地震下的弹塑塑性时程分析析，以验证结结构能否满足足第二阶段抗抗震设防水准准要求，并寻寻找薄弱楼层层与薄弱构件件，制定相应应的加强措施施。ABAQUUS分析结果详详见后文《保保利珠江新城城F2-2地块项目罕遇遇地震弹塑性性动力时程分析析报告》。基本抗震构造基本抗震构造材料强度混凝土强度等级::（1）钢管砼柱、钢筋筋砼核心筒：：-5层～24层C60；25层～35层C50；36层～屋顶C40；地下室钢筋砼柱::为C50(2)梁板混凝土土强度等级：：地下室部分分、加强层及及相邻层为C35，其余均为C30；钢筋强度等级：砼核心筒墙，地下下室砼柱主筋筋强度等级为为HRB3335，箍筋强度度等级HRBB335及HPB235；梁主筋筋强度等级为为HRB4000，板筋强度度等级为CRB400及HPB235。钢构件强度等级：：(1)圆钢柱和钢钢梁：采用Q345B级钢材(2)伸臂桁架及及双核心筒连接接加强桁架：：Q390GGJ楼板厚度地下室底板厚h＝＝900mmm，为平板结结构；地下室室四层为六级级人防顶板，采采用梁板结构构，板厚h=200mmm,部分板支座座加腋部位厚厚400；地下一～～三层，因为为层高限制，采采用350mmm高的密肋肋空心楼板(地下室１层层部分荷载较较大的设备房房和中型货车车行走区域采采有400高的密肋空空心楼板)。首层采用梁梁板结构，板板厚150（室内）、1180(室外)。地面以上上裙房和和办办公楼采用钢钢－砼组合梁梁体系，板厚厚h=120；空中花园园及洞口周边边加强楼板、加加强层及其相相邻层楼盖板板厚150。构件抗震构造柱截面φ1200x22~~32(塔楼钢管砼砼柱)、φ600xx16(裙楼钢管砼砼柱)、750x7750(地下下室非塔楼柱柱)砼筒体墙厚800(外围)、200～400(其余)。空中花园主要构造造将左右交错布置的空空中花园做成成刚性连接，使使南北两区连连接为较完整的整整体,从而提高结结构的整体性性，也相应提提高结构的抗抗侧刚度。空空中花园布置置成平面刚度度较大的平面面桁架形式；；空中花园内内侧的主梁将将南北核心筒筒连接在一起起，并在筒体体内置钢骨,形成双筒体体在水平、竖竖向的完整传传力体系，提提高了抗震延延性。为了增增强连接的刚刚度，钢框梁梁和柱、砼筒筒中埋设的钢钢骨均为固接接。空中花园园的组合楼板板h=1500,每层每方方向的配筋率率不小于0.3%。伸臂桁架主要构造造本工程利用建筑避避难层(22层)设置伸臂桁桁架加强层；；伸臂桁架主主要设在y向抗侧刚度度较弱的方向向：南、北区区各在筒体y向墙肢处设4榀伸臂桁架架。伸臂构件件贯通相接的的筒体墙肢,与周边框架架柱的连接采用用铰接计算刚刚接施工。左左右两侧的伸伸臂桁架和“双核心筒连接接加强桁架”相贯通。上、下下弦采用H型钢H7000X600X50X50,斜腹杆采用用H型钢H6000X600XX35X35。为了减小结构构竖向温度变变形及轴向压压缩对加强层层的影响，伸臂桁架在主体施工完成后再再组装。双核心筒连接加强强桁架主要构构造利用伸臂桁架的上上弦或下弦的的位置，在空空中花园内侧侧设置两榀两两层高的“双核心筒连接接加强桁架”。因为空中中花园是左右右交错设置的的，并且伸臂臂桁架只设了了一层高，所所以双核心筒筒连接加强桁桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架架的下弦(或上弦)并不都在同同一平面内。为为了更有效地地平衡两者上上下弦的轴力力,也为了提高高结构延性，在在加强层的筒筒体内埋置的的型钢形成框框架。桁架与与筒体的墙肢肢是斜交，上上下弦的轴力力在水平方向向的分力由相相邻水平墙肢肢内的钢骨梁梁平衡。桁架架上、下弦□1000X600X50X50,双倒V布置的斜腹腹杆H600X600X50X50。因为桁架的的腹杆平面外外的长细比较较大，为了保保证其平面外外的稳定，施施工时在腹杆杆外套800x8800的钢管，将将在钢管内灌灌砼使其满足足受压构件的的平面外整体体稳定。为了了减小结构竖竖向温度变形形及轴向压缩缩对加强层的的影响，桁架在主体施工完成后再再组装。钢筋砼筒体本工程的南北双核核心筒是主要要的抗侧力构构件，所以应应该提高核心心筒墙肢的延性，使使抗侧刚度和和结构延性更更好的匹配，达达到外框架和和内筒有效地地协同抗震。措措施：(1)从首层至36层，与空中中花园内侧梁梁相接的墙肢肢两端埋置钢钢骨框架。(2)与水平伸臂臂、双核心筒筒连接加强桁架架相接的墙肢,桁架构件贯通通墙肢。墙肢肢内的型钢桁桁架延伸相邻邻层一层。(3)特一级墙身身水平和竖向向分布筋配筋筋底部加强部部位最小配筋筋率0.40%；一般部位位最小配筋率率0.35%；约束边缘缘构件竖筋最最小配筋率为为1.4％，体积配配箍率不小于于1.4%；(4)混凝土筒筒的墙肢轴压比控制制按“高规”要求：墙肢轴轴压比控制小小于0.5；(5)底部加强区区及加强层上上下墙体水平平筋应按中震震不屈服验算算结果配置。针对超限情况采取取的主要措施施针对超限情况采取取的主要措施施计算手段设计时分别采用两两个空间结构构分析程序SATWE和ETABS进行计算，考考虑扭转耦联联和偶然偏心心地震作用；；对关键构件件如加强层砼砼筒体，双核心筒连接接加强桁架、伸臂桁架、空空中花园、斜斜柱等采用两个计计算程序的计计算结果的包包络值进行设设计。按规范要求，选用用两组II类场地上的的地震波和一一组《地震安安全性评价报报告》所提供供的场地人工工波，对结构构作弹性时程程分析，并将将结果与反应应谱分析结果果相比较，对对反应谱结果果未能反映的的情况加以专专门的处理。采用MIDAS软软件进行中震震下整体弹性性有限元分析析验算，对加强层、加加强层桁架、空空中花园等应应力集中明显显的部位加强强楼板配筋，保证楼板钢筋在中震时不出现屈服。对加强层典型桁架架采用MIDAS进行有限元元分析，以了了解桁架在常遇地地震作用和恒恒载下的应力力水平及分布布情况，并与与弹塑性分析析结果进行比比较，对加强强层上下砼筒体体应力集中部部位采取加强强配筋等构造造措施。采用ABAQUS软件件对结构进行行罕遇地震下下的时程弹塑塑性分析，分分析时考虑高高度超限可能能带来的附加加P-dellta效应，以确确保结构能否否满足第二阶阶段抗震设防防水准要求，并并对薄弱构件件制定相应的的加强措施。计算中分别按照“抗规”3.6.33条和“高规”5.4.1条验算结构构重力附加弯弯矩和刚重比比，整体计算算时计入重力力二阶效应影影响。结构超限的主要措措施结构超限的主要措措施将左右交错布置的空空中花园做成成刚性连接，以将南北两区区连为一体,从而提高结结构的整体性性，并相应提高结结构的抗侧刚刚度。空中花花园布置成平平面刚度高的的平面桁架形形式；空中花花园内侧的主主梁将南北核核心筒连接在在一起，与筒筒体内置钢骨骨形成双筒体体在水平、竖竖向的完整传传力体系，提提高了抗震延延性。为了增增强连接的刚刚度，钢框梁和柱、砼筒筒中埋设的钢钢骨均为固接接。空中花园园的组合楼板板h=1500,板每层每每方向的配筋筋率不小于0.3%。为了有效提高核心心筒结构Y向的侧向刚度度，本工程利用用建筑避难层层(22层)设置伸臂桁桁架加强层；；伸臂桁架主主要设在y向抗侧刚度度较弱的方向向：南、北区区各在筒体y向墙肢处设4榀伸臂桁架架。伸臂构件件贯通相接的的筒体墙肢,与周边框架架柱的连接采用用按铰接计算刚刚接施工。左左右两侧的伸伸臂桁架和“双核心筒连接接加强桁架”相贯通。为了高效提高南北北区的整体性性，我们利用用伸臂桁架的上上弦或下弦的的位置，在空空中花园内侧侧设置两榀两两层高的“双核心筒连接接加强桁架”。因为空中中花园是左右右交错设置的的，并且伸臂臂桁架只设了了一层高，所所以双核心筒筒连接加强桁桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架架的下弦(或上弦)的并不都在在同一平面内内。为了更有有效地平衡两两者上下弦的的轴力,也为了提高高结构延性，我我们在加强层层的筒体内埋埋置的型钢形形成框架。桁桁架与筒体的的墙肢略为斜交，上上下弦的轴力力在x方向的分力力由相邻x向墙肢内的钢钢骨梁平衡。因因为桁架的腹腹杆平面外的的长细比较大大，为了保证证其平面外的的稳定，施工工时在腹杆外外套800x8800的钢管，将将钢管内灌砼砼使其满足受受压构件的平平面外整体稳稳定。加强层及其相邻层层楼盖刚度和和配筋加强：：楼盖板厚由由120加强至150,板每层每方方向的配筋率率不小于0.3%；加强层及其其上、下层钢钢管砼柱的壁厚适当当加厚；加强层及其其相邻层核心心筒水平和竖竖向分布钢筋筋的最小配筋筋率不低于0.4%。连接部分楼楼板(空中花园)浇注时要求求完全采用压压型钢板和钢钢梁承重，不不设置临时支支顶，以避免免拆除支顶时时楼板开裂。同同时，连接部部分压型钢板板应选取如桁桁架式等能保保证楼板有效