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文档简介
沈阳财富中心(三期)超限高层建筑抗震设计可行性论证报告项目名称:沈阳财富中心(三期)项目地址:沈阳市沈河区北站路南侧建设单位:沈阳英特纳房产开发有限公司院长:冯晓明总建筑师:王洪礼总工程师:吴一红项目总负责人:王洪礼审定人:陈勇专业负责人:郑孝党校对人:董志峰设计人:陈鹏吕延超目录1工程概况2设计依据2.1设计规范和标准2.2工程地质勘察报告2.3场地地震安全性评价报告3结构设计条件3.1设计基本参数3.2材料3.3楼层面荷载3.4楼层线荷载3.5风作用3.6地震作用3.7雪荷载3.8荷载效应组合3.9验算要求4工程地质概况5结构布置5.1结构体系5.2楼盖体系5.3主要构件截面尺寸5.4基础选材6结构超限类型和程度7抗震设防要求7.1抗震设防基本要求7.2抗震等级7.3抗震性能指标7.4整体变形控制目标8弹性计算分析8.1整体计算8.2计算结果汇总8.3弹性时程分析8.4弹性分析结论9构件验算9.1构件验算流程9.2核心筒剪力墙9.3框架柱10风作用舒适度验算11大悬挑挠度及舒适度计算11.1大悬挑挠度计算11.2大悬挑舒适度计算12静力弹塑性PUSH-OVER分析12.1静力弹塑性分析模型及荷载模式12.2结构相对位移与结构整体抗震性能评价13动力弹塑性时程分析与抗震性能评价13.1概述13.2结构非线性弹塑性分析模型13.3动力弹塑性时程分析13.4抗震性能评估方法13.5小结及设计建议14风荷载数值模型14.1数值模拟方法14.2单体结构的风洞数值模拟14.3考虑周围高层建筑影响的风洞数值模拟附录一建筑初步设计图纸附录二结构初步设计图纸1工程概述沈阳财富中心由沈阳英特纳房产开发有限公司开发建设,建筑用地位于沈阳市沈河区沈阳金融商贸开发区的中心地段,北临北站路,南侧为团结路,东侧为迎宾路,西侧紧邻新港澳大厦,工程分三期建设,总用地面积为2.05公顷。沈阳财富中心(三期)总建筑面积109932㎡。其中地下6层为停车库,建筑面积20793㎡;地上44层为办公楼(包括两层避难层),建筑面积89139㎡。建筑总高度187.1m,结构主要屋顶楼面高为179.9m,建设用地位置见图1.1,建筑效果图见图1.2,建筑主要功能分区和各层层高情况,见表1.1及图1.3,标准层平面见图1.4。表1.1建筑功能分区和层高楼层建筑功能层高(m)46电梯机房水箱间层层3.945机房层3.331~44办公4.030避难层4.016~29办公4.015避难层4.04~14办公4.03办公/会议室5.42银行4.01写字楼大堂6.2地下1层汽车大堂5.0地下2层地下车库2.9地下3~6层地下车库2.42设计依据2.1设计规范和标准《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》GB50009-2001(2006年版)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》JG73-2002《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《地下工程防水技术规程》GB50108-2001《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑钢结构焊接规程》JGJ-81-2002《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003《高层建筑结构用钢板》YB4104-2000《建筑地基基础设计规范》DB21/097-2005《工程建设标准强制性条文》房屋建筑部分2002版《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-20012.2工程地质勘察报告沈阳建材地质工程勘察院提供的《沈阳财富中心A座沿途工程勘察报告》(以下简称《岩土报告》),2010年5月。2.3场地地震安全性评价报告辽宁省地震研究所提供的《沈阳市财富中心工程场地地震安全性评价》(以下简称《安评报告》),2003年4月。3结构设计条件3.1设计基本参数本工程采用的结构设计分析基本参数,见表3.1。表3.1办公楼结构分析和设计采用的建筑物分类参数结构设计基准期50年结构设计使用年限限50年结构设计耐久性50年建筑结构安全等级级二级结构重要性系数γγ01.0建筑抗震设防分类类乙类建筑高度类别超A地基基础设计等级级甲级基础设计安全等级级一级抗震设防烈度7度抗震措施8度场地类别Ⅱ类(根据《岩土报报告》确定特征周期(Tg)0.35弹性分析阻尼比5%剪力墙抗震等级特一级框架柱抗震等级一级周期折减系数0.85注:建筑使用的隔墙或填充墙对结构的刚度会产生影响,这也会引起结构地震效应的变化,本工程考虑到隔墙或填充墙对结构的影响,设定结构周期折减系数为0.85。3.2材料3.2.1混凝土表3.1混凝土强度等级楼层位置核心筒剪力墙框架柱梁、板L21以下C60C60C35L22~L36C50C50C35L36以上C40C40C353.2.2钢筋表3.2钢筋表钢筋种类直径(mm)标准值fyfy(N/mm2)设计值fyfy(N/mm2)弹性模量Es(N/mm2)HPB2358~202352012.1×105HRB3356~503353002.0×105HRB4006~504003602.0×1053.2.3型钢结构用型钢均采用Q345B级。3.3楼层面荷载楼层附加恒荷是指除了结构构件自重以外的建筑吊顶、地面以及设备等荷载,特殊设备荷载由相关单位提供;楼、屋面活荷载按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001,2006版)规定取值。表3.3附加恒荷载及活荷载用途附加恒载KN/㎡㎡活荷载KN/㎡办公室找平层连饰面+吊吊顶1.53.0(隔墙)电梯大堂找平层连饰面+吊吊顶1.53.5不上人屋顶找平层连饰面+隔隔热防水层3.60.50上人屋顶找平层连饰面+隔隔热防水层3.62.0银行找平层连饰面+吊吊顶+设备2.03.0(隔墙)通风机房找平层连饰面+吊吊顶1.57.0电梯(升降机房)找平层连饰面+吊吊顶1.57.0配电室找平层连饰面+吊吊顶1.57.0车库找平层连饰面+设设备1.84.0汽车大堂找平层连饰面+吊吊顶3.54.0首层大堂找平层连饰面+吊吊顶3.53.5洗手间找平层连饰面+吊吊顶1.52.5走廊找平层连饰面+吊吊顶1.52.5储藏室/垃圾房找平层连饰面1.52.5避难层找平层连饰面+吊吊顶2.010.03.4楼层线荷载外围玻璃幕墙按1.5kN/㎡;砌体容重12kN/㎥,考虑双面抹灰20mm厚混合砂浆,所有隔墙上方梁高按实际尺寸考虑,200mm厚隔墙取3.2kN/㎡,100mm厚隔墙取2.0kN/㎡。3.5风作用本工程地处沈阳市中心区域,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001,2006版),100年重现期基本风压值0.6kPa,风压高度变化系数按C类地面粗糙度采用,由于规范没有适合本工程的风荷载体型系数,利用风洞数值模拟结果与规范附录比较,建筑物风荷载体型系数取为1.4,风洞数值模拟结果详见第13章。3.6地震作用根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版)和《岩土报告》,本工程抗震设防烈度为7度,水平地震影响系数最大值为0.08,设计地震分组为第一组,场地土类别为=2\*ROMANII类。进行了《安全报告》提供的场地设计反应谱参数与规范反应谱参数的比较,见图3.1、图3.2及表3.4。表3.4《安评报告》地表地震动设计参数多遇地震(小震)设防地震(中震)罕遇地震(大震)抗震规范安评报告抗震规范安评报告抗震规范安评报告抗震影响系数αmmax0.080.0790.230.2670.500.562特征周期Tg(ss)0.350.310.350.380.350.45阻尼比0.050.050.050.050.050.05加速度峰值(cmm/s2)3534.6100118.5220245.2γ曲线下降段衰减指指数0.91.060.91.010.90.92βm动力系数最大值2.252.252.252.252.252.25从图表中可以看出,《安评报告》给出的小震水平地震影响系数最大值和谱曲线均小于规范给定的数值,因此,本工程在进行抗震设计时,地震作用(小震、中震及大震)均采用《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版)给定的参数。3.7雪荷载根据《建筑结构荷载规程》(GB50009-2001,2006版),沈阳地区100年一遇的基本雪压为0.55kpa,屋面积雪的分布系数为1.0。3.8荷载效应组合在进行构件承载力验算时,其荷载或作用的分项系数按表3.5取值,并取各构件可能出现的最不利组合进行截面设计。表3.5设计荷载分项系数组合恒载活载风地震有利不利有利不利1恒+活1.351.00.7×1.40.0——2恒+活1.21.01.40.0——3恒+活+风1.21.00.7×1.40.01.0×1.44恒+活+风1.21.01.0×1.40.05恒+活+水平地震1.21.00.5×1.20.56恒+活+风+水平地震1.21.00.5×1.20.53.9验算要求3.9.1正常使用极限状态Sd≤C式中,Sd——荷载效应设计值(如变形、裂缝);C——设计对该效应的相应限值。构件竖向变形限制条件:楼面梁:Lo<7m时,≤1/200;7≤Lo≤9m时,≤1/250;Lo>9m时,≤1/300;式中,Lo——梁的计算跨度。主钢梁或钢桁架:可变荷载作用,≤1/500;永久和可变荷载作用,≤1/400;次钢梁:可变荷载作用,≤1/300;永久和可变荷载作用,≤1/250。3.9.2承载能力极限状态1)验算构件承载力极限状态时,对于非地震组合应满足:γ0S≤R式中,γ0——结构重要性系数,本工程γ0=1.0;R——结构构件承载力设计值。2)在第一阶段抗震设计,构件的承载力应满足下列要求:γRES≤R式中,γRE——承载力抗震调整系数,见表3.6;S——结构构件内力组合的设计值。表3.6γRE取值材料结构构件受力状态γRE钢柱、梁节点板件、连接螺螺栓连接焊缝0.750.850.90混凝土梁轴压比小于0.115的柱轴压比不小于0..15的柱剪力墙各类构件受弯偏压偏压偏压受剪、偏拉0.750.750.800.850.85型钢混凝土梁柱支撑剪力墙各类构件及节点焊缝及高强螺栓受弯偏拉、偏压拉、压偏拉、偏压受剪0.750.800.850.850.850.904工程地质概况根据《岩土报告》,本工程场地地形较平坦,地面标高介于45.67~46.20m,稳定性较好,适宜建筑。除=1\*GB3①杂填土不宜做天然地基外,其余各层土均可做天然地基,地基承载力特征值fak及变形模型E0等数据见表4.1,根据基础埋深,选用=8\*GB3⑧圆砾作为基础持力层。表4.1各层地基土承载力及变形参数底层名称承载力特征fak(kPa)变形模量Eo(MPa)层厚(m)桩端阻力标准值qqpa(kPa)桩侧阻力标准值qqsa(kPa)eq\o\ac(○,1)杂填土0.7~3.7eq\o\ac(○,2)中砂1809.50.4~3.920eq\o\ac(○,2)1中砂906.00.6~3.37eq\o\ac(○,3)砾砂30021.21.0~5.445eq\o\ac(○,4)圆砾45032.21.0~5.855eq\o\ac(○,5)砾砂48029.10.9~3.970eq\o\ac(○,6)圆砾55035.01.7~6.575eq\o\ac(○,6)1砾砂48029.11.0~2.870eq\o\ac(○,6)1中砂30017.01.327eq\o\ac(○,7)粉质粘土1805.0(压缩模量)0.40~2.22030eq\o\ac(○,7)1细砂21014.11.1~2.818eq\o\ac(○,8)圆砾60032.22.8~6.867eq\o\ac(○,8)1砾砂50026.31.465eq\o\ac(○,9)砾砂60030.41.1~7.0280065eq\o\ac(○,9)1圆砾60032.22.1305070eq\o\ac(○,10)圆砾60032.08.8~16.77305067eq\o\ac(○,11)泥质砾岩岩40030.2250065拟建场地地下水属孔隙潜水,微承压性。勘探期间,受地铁施工降水影响,静水位埋深为17.10m~17.60m,静水位高程为28.46m~27.70m,未降水前,地下水位一般埋深为6.00m~8.00m。地下水位季节性变幅在1.0m--2.0m,抗浮设计水位建议按绝对高程40.00m进行设计。地下水对混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。拟建场地自地面下20m深度范围内的砂土层经试验证明均不会产生液化。本工程室内±0..000相当于绝对对标高46..00m,基基础埋深211.190mm,计算浮力力时水头高差差15.19m,则则地下水浮力力标准值为115.19xx10≈152kPPa,整体计计算时筏板在在恒荷载作用用下,最小反反力标准值为为330kPPa,抗浮验验算满足要求求。5结构布置5.1结构体系本工程的总建筑高高度187..1m,结构构主要屋顶楼楼面高1799.9m,基基础埋深211.19mm,满足规范范大于塔楼高高度1/188的要求。地下室共6层,地地下2~6层为地下机机械停车库,层层高2.4mm,地下1层为汽车大大堂,层高5.00m。地下室室平面为塔楼楼向周围延伸伸一、二跨,借借助建筑隔墙墙位置,设置置剪力墙增加加地下室刚度度,同时刚度度,使塔楼框框架柱内力均均匀扩散到基基础底板,用用以减少基础础的厚度和配配筋,详见图图5.1。标准层建筑平面尺尺寸为40..8mX555.5mm,外轮廓接接近矩形,南南北向为弧形形,东西向为为折线形,核核心筒为矩形形,塔楼地上上44层,首层层为塔楼大堂堂,2层为银行,33层以上为办办公室,标准准层层高4..0m,见图图5.2。选择钢筋混凝土框框架一核心筒筒作为结构体体系,以混凝凝土核心筒为为主要抗侧力力构件,外框框架柱承受竖竖向荷载为主主,提供部分分抗侧力刚度度以及二道防防线作用;核核心筒宽度115.0m,高宽比为为11.99;建筑物高宽宽比为4.44,满足A级高度高层层建筑结构最最大高宽比66的要求。5.2楼盖体系系5.2.1地下室室由于层高的限制,地地下2--55层楼板采用用钢筋混凝土土厚板形式,楼楼板厚度2550mm,局局部500mmm厚,框架架柱之间以及及框架柱与核核心筒之间采采用宽扁梁形形式进行连接接;考虑到地地下室对上部部结构的嵌固固作用,地下下i层和首层采采用普通钢筋筋混凝土主次次梁楼盖形式式,楼板厚度度200mmm。5.2.2塔楼塔楼范围内采用现现浇钢筋混凝凝土主次梁楼楼盖形式,标标准层楼板厚厚度120mmm,避难层层楼板厚度1150mm。按建筑使用功能要要求,在地上上2,3..4层局部部以及标准层层的东南角和和西北角采用用了大悬挑结结构形式,悬悬挑区域的挑挑梁采用钢结结构形式,楼楼板采用1110mm厚压型钢钢板组合楼板板,详见图11.1、图11.22,与悬挑相相连的框架梁梁和柱内部配配置型钢。5.3主要构件截截面尺寸表5.1主要构件的的截面尺寸楼层核心筒剪力墙(外外/内)框架柱框架梁次梁基础~首层900/6001400×18000(型钢)1400×16000(型钢)800×500450×850300×700地上1~地上5800/6001400×18000(型钢)1400×16000(型钢)600×750500×850350×650地上6~地上10800/600、800/55001400×16000(型钢)1400×16000(型钢)500×850600×750350×650地上11~地上16700/5001400×16000(型钢)1400×14000(型钢)600×750500×750350×650地上17~地上24600/500、600/44001400×14000(型钢)1300×13000(型钢)600×750500×750350×650地上25~地上36500/400、500/33001400×14000(型钢)1300×130001200×12000600×750500×750350×650地上37~地上44400/3001100×110001000×10000800×800600×750400×750350×650地上45~顶层300/300800×800350×650注:框架柱与剪力力墙布置、尺尺寸及构件验验算详见第99章5.4基础选型根据《岩土报告》,经经过技术和经经济对比分析析,本工程采采用平板式筏筏板基础。基基础持力层为为⑧圆砾,天然然地基承载力力特征值6000kPa。筏筏板混凝土强强度等级C440,塔楼底底部筏板厚度度3.3m,有有坑槽的部分分局部加厚,塔塔楼范围以外外周边筏板厚厚23m。经计计算天然地基基的平均沉降降为26.01mm,塔楼内筒下下的最大沉降降为31.00mm。6结构超限类型和程程度根据《建筑筑抗震设计规规范》、《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》和《超超限高层建筑筑工程抗震设设防审查细则则》有关规定定,本工程结结构超限情况况见表6.1。表6.1结构超限情情况汇总超限项目判定结果判定原因高度超限(m)是超A级高度钢筋混凝土土框架——核心筒高层层建筑(1779.9m>>130m,但但小于1800m);复杂高层否不规则类型扭转不规则是最大扭转位移比::X向1.18(7),Y向1.26(9),大于1.2但小于1.4;楼板局部不连续否地上2层楼板开洞面积占占楼层面积的的21%,不超过30%;竖向不规则否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否超限情况总结建筑高度超高A级级限制;扭转不规则。说明:1.根据《高层建筑混混凝土结构技技术规程》(JGJ3--2002)第4.2..2条规定,A级高度钢筋筋混凝土框架架——核心筒结构7度抗震的最最大高度为1130m,B级高度为1880m,故本本工程属高度度超A级限制建筑筑。2.表中“复杂高层”按《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》(JGJ3--2002)第10.11.2条确定定,属于非复复杂高层建筑筑。3.表中“平面扭转位移比”按照《高层层建筑混凝土土结构技术规规程》(JGJ3--2002)第4.3..5条规定,B级高度高层层建筑、混合合结构高度建建筑及复杂高高层建筑的楼楼层竖向构件件的最大水平平位移和层间间位移,不宜宜大于该楼层层平均值的1.2倍,不应大大于该楼层平平均值的1.4倍,本工程程考虑5%偶然偏心时时,最大位移移比1.26,属于扭转转不规则建筑筑。4.地上2层开大大洞面积占楼楼面面积的21%,标准层开开洞面积占楼楼面面积的5.6%,满足《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》(JGJ3--2002)第4.3..6条和《建建筑抗震设计计规范》(GB500011-20001)第3.4.2条的规定,为为凹凸规则和和楼板连续结结构;5.楼层层间抗测测力构件的受受剪承载力和和其上一层受受剪承载力的的比值最小为为0.92(第4层),满足足《高层建筑筑混凝土结构构技术规程》(JGJ3-2002)第4.4.3的规定,不属于楼层承载力突变类型,详见图8.27所示及相应计算书。7抗震设防要求7.1抗震设防防基本要求按照国内现行抗震震设计规范,要要求建筑结构构采用三水准准进行抗震设设防,即“小震不坏、中中震可修、大大震不倒”,本工程各各阶段抗震性性能水准的具具体建议,见见表7.1。表7.1抗震设防的的基本要求抗震性能水准小震结构在地震后完好好、无损伤,一一般不需修理理即可继续使使用,人们不不会因结构损损伤造成伤害害,可安全出出入和使用。中震地震后将诶够的薄薄弱部位和重重要部位的构构件轻微损坏坏,出现轻微微裂缝,其他他不问有部分分选定的具有有延性的构件件发生中等损损坏,出现明明显裂缝,进进入屈服阶段段,需要修理理并采用以下下安全措施才才可继续使用用。大震结构在地震作用下下发生明显损损坏,多数构构件中等损坏坏,进入屈服服,有明显的的裂缝,部分分构件严重损损坏,但整个个结构倒塌,人人员会受到伤伤害,但不危危及生命安全全。7.2抗震等级级表7.2抗震等级结构部位抗震等级地下6~地下2层剪力墙三级柱三级地下1层以上剪力墙特一级柱一级7.3抗震性能能指标表7.3结构关键部部位的抗震性性指标结构构件类别小震中震大震钢框架梁弹性屈服屈服外框钢管混凝土柱柱弹性弹性屈服伸臂桁架斜撑弹性不屈服屈服核心筒底部加强区及相邻邻上一层弹性弹性不屈服(剪压比满足足规范要求))加强层及其上二层层弹性弹性其它层弹性不屈服(偏压、偏偏压验算)弹性(受剪)连梁弹性不屈服(剪压比满足足规范要求)屈服7.4整体变形形控制目标表7.4层间位移角角限制工况层间位移角风1/681小震1/681大震1/1008弹性计算分析8.1整体计算算本工程弹弹性分析采用用中国建筑科科学研究院编编制的SATWE软件(2007版)作为主主要计算分析析软件,以美美国CSI公司的ETABS(9.7.00)软件作为为辅助软件进进行计算校核核,计算模型型如图8.1所示,模型型中的楼层与与建筑楼层关关系,见表8.1。分析时,采采用振型分解解反应谱法计计算地震作用用,考虑了偶偶然偏心作用用,采用CQC法进行振型型组合。表8.1模型中的楼楼层与建筑楼楼层关系建筑楼层模型中的结构楼层层建筑标高说明B6~B11~6-17.600~~±0.00006层地下室L1~L47~10±0.000~119.6000入口大堂、银行会议室L5~L1311~1919.600~559.6000办公楼层避难层2059.600~663.6000避难层L14~L2721~3463.600~1119.6000办公楼层避难层35119.600~~123.6600避难层L28~L4236~50123.600~~179.6600办公楼层L43~L4451~52179.600~~186.8800出屋面机房水箱间注:室内外高差00.3m。表8.2嵌固层刚度度比位置X向刚度(kN/mm)Y向刚度(kN/mm)Kx=首层/L2层Ky=首层/L2层首层(1)3.2341E++074.7388E++074.594.83L2层(1)7.0480E++069.8079E++06首层(2)2.0298E++082.5402E++082.552.76L层(2)7.9532E++079.2005E++07注:第(1)种采采用“层间剪力与与层间位移之之比”的方法计算算,在SATTWE计算总总信息中的“地下信息”参数项内的“回填土对地地下室约束相相对刚度比”指定为0;第(2)种采用“剪切刚度”。取首层底板作为结结构嵌固层,其其与地上一层层侧向刚度比比,见表8..2,从表中中可知,嵌固固层放在首层层,满足《建建筑抗震设计计规范》(GB500011-22001)第第6.1.114条嵌固层层刚度比限制制2.0的要求求。整体计算参数及结结果见表8.3、表8.4。表8.3整体计算参参数计算目标多遇地震(小震)偶遇地震(中震)罕遇地震(大震)计算内容变形(承载力)主要构件承载力主要构件承载力计算软件SATWE、ETTABSSATWESATWE水平力与整体坐标标夹角(度)0混凝土容重26钢材容重78裙房层数0转换层所在层号0地下室层数6墙元细分最大控制制长度m2对所有楼层采用刚刚性楼板假定定是(否)否否墙元侧向节点信息息内部节点结构材料信息混凝土结构结构体系框架—核心筒结构恒活荷载计算信息息模拟施工加载3风荷载计算信息计算不计算不计算地震作用计算信息息水平地震地面粗糙度类别C修在后基本风压0.6结构基本周期4.82体型分段数1第一段最高层好52第一段体形系数1.4结构规则性不规则设计地震分组一设防烈度7场地类别Ⅱ类考虑偶然偏心是考虑双向地震是框架抗震等级一级四级四级剪力墙抗震等级特一级四级四级计算振型个数20活荷载折减系数0.50周期折减系数0.85结构阻尼比0.05特征周期0.35地震影响系数最大大0.080.230.50斜交抗震册立构件件方向数0用户自定义地震影影响参数否(附加地震)相应应角度0柱墙设计时活荷载载折减传给基础的活荷载载折减梁火鹤不利布置最最高层号52梁端负弯矩调整系系数0.85梁设计弯矩放大系系数1剪力墙加强层起算算层号7连梁刚度折减系数数0.70.70.5中梁刚度放大系数数2按抗规(5.2..5)调整阁阁楼层地震内内力是全楼地震作用放大大系数10.2Q0调整其其实层号/终止层号1考虑P-△效应是结构重要性系数1梁柱重叠部分建华华为刚域是按高规或高钢规进进行构件设计计是混凝土柱的计算长长度执行混规规第7.3..11-3条是柱配筋计算原则双偏压恒荷载分项系数1.21.21活荷载分项系数1.41.41活荷载组合系数0.70.7活荷载重力荷载代代表值系数0.5风荷载分项系数1.4风荷载组合系数0.6水平地震作用分项项系数1.3层刚度比计算层间位移角之比地震作用分析方法法总刚分析方法表8.4整体计算结结构计算软件SATWEETABS计算振型书2020第1.2平动周期4.823(X向向)4.96(X向)4.711(Y向向)4.60(Y向)第一扭转周期4.0414.206第1扭转/第1平动0.8380.848地震下基底剪力(kN)X1762817240Y1837418550结构总质量(kNN)1896925..21964160标准层单位面积重重度(kN/㎡)17.2617.87剪重比(不足时已已按规范要求求放大)X1.25%1.18%Y1.28%1.27%地震下倾覆弯矩(kN.m)X20081282052210Y19732992037027有效质量系数X97%97%Y97%93%100年一遇风荷荷载下最大层层间位移角限限制(1/681)X1/1574(225)1/1477(119)Y1/954(366)1/1126(332)地震荷载下最大层层间位移角((1/681)X1/1054(227)1/949(255)Y1/896(366)1/908(322)考虑偶然偏心最大大扭转位移比比X1.18(7)1.13(9)Y1.26(7)1.25(7)构件最大轴压比(SATWE)剪力墙0.5柱0.65层刚度上层70%%或上3层平均值80%比值中最小值(层号)X1.1022(99)Y1.1415(99)楼层受剪承载力与与上层比值(层层号)X0.96(9)Y0.91(9)刚重比EJd/GGH2X2.25Y2.26根据上述计算结果果,结合规范范规定的要求求,可以得出出如下结论::(1)第一扭转周期与与第一平动周周期之比小于于0.85,满足《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》(JGJ3--2002))第4.3.55条要求;(2)有效质量系数大大于90%,所取取振型数满足足要求;(3)水平力作用下的的层间位移角角小于1/6681,满足足《高层建筑筑混凝土结构构技术规程》第第4.63条的的要求(注::层间位移角角限制按框架架一核心筒结结构考虑,建建筑高度在1150~250m间在在1/8000~1/5000线性插值);;(4)X、Y方向剪重比,地下66层~地上3层小于《建建筑抗震设计计规范》(GB500011-22001)第第5.2.55条要求,但经经过调整,满满足最小剪重重比的要求;;(5)在偶然偏心地震震荷载作用下下,最大扭转转位移比大于于1.2,但不不大于1.44,属于扭转转不规则结构构。满足《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》第4.3.5条“B级高度建筑筑不应大于该该楼层平均值值1.4倍”的要求;(6)剪力墙轴压比小小于0.5,框架架柱轴压比小小于0.7,满足规范范对轴压比的的规定;(7)本工程地上部分分各楼层的侧侧向刚度与上上层70%或上3层平均值800%的比值均均大于1.00,故没有弱层层;(8)本工程各楼层受受剪承载力均均不小于上一一层的75%%,不属于楼楼层承载力突突变;(9)结构刚重比大于于1.4,小于于2.7,满足足规范对结构构稳定的要求求,但应考虑虑重力二阶效效应的影响;;(10)SATWE与ETTABS的计计算结果相近近,说明计算算结果合理有有效,计算模模型符合结构构的实际工作作状况;(11)计算结果表明,结结构周期及位位移符合规范范要求,剪重重比适中,构构件截面取值值合理,结构构体系选择恰恰当。8.2计算结果果汇总8.2.1周期期和振型PKPM与ETAABS计算的的前十阶模态态基本一致,见见表8.5。从表表中可知,结结构前三阶振振型分别为X向平动、Y向平动及扭扭转,结构的的第一扭转周周期与第一平平动周期之比比为0.8338,满足高层建建筑混凝土结结构技术规程程》(JGJ3--2002)第4.3.55条中关于周周期比的要求求,PKPMM计算的前3阶振型,如图8.2所示。表8.5结构周期与与振型振型PKPMETABSETABS/PKKPM方向周期振型(X:Y:ZZ)周期14.82280.99:0:00.014.96291.029X24.71100:1:04.59850.976Y34.04150.01:0:00.994.20581.041Z41.57570.99:0:00.011.63461.037X51.38130.01:0.002:0.9971.38961.006Z61.28050:0.98:00.021.24560.973Y70.87670.99:0:00.010.90321.030X80.78540.01:0.001:0.9980.77250.984Z90.63300:0.98:00.020.60610.958Y100.58340.99:0:00.020.59621.022X8.2.2结构构质量分布结构总面面积10.999x104㎡,总恒载171x1104KN,平均每平平方米恒荷载载15.6kkPa,活载1.69kkPa,荷载沿楼楼层分布基本本均匀,如图图8.3所示。8.2.3结构构位移和位移移比指标1)结构在风荷载和和地震作用下下的位移曲线线,如图8.4~图8.11所示。2)刚性楼板假定下下,地震作用用层间最大位位移与平均位位移之比,见见图8.12~图8.13(PKPM模型)。从图中可可以看出,结结构在Y±5%工况下底部部部分楼层位位移比略大于于1.2,最大值1.26,小于1.4。8.2.4风、地地震剪力及倾倾覆弯矩分析析首层竖向向荷载、地震震与风作用下下剪力及倾覆覆弯矩见表8.6,可以看出PKPM和ETABS的结果很接接近。表8.6首层竖向荷荷载、地震与与风作用下轴轴力、剪力及及倾覆弯矩竖向荷载重力荷载代表值(105kN)PKPM18.97ETABS19.06比值99.5%X向地震作用Y向地震作用X向风Y向风剪力(103kN)倾覆弯矩(106kN.mm)剪力(103kN)倾覆弯矩(106kN.mm)剪力(103kN)倾覆弯矩(106kN.mm)剪力(103kN)倾覆弯矩(106kN.mm)PKPM17.6282.00818.3471.97313.5221.52819.9572.260ETABS17.2402.05218.5502.03713.5101.52920.2502.348比值102.3%97.9%99.1%96.9%100.1%99.9%98.6%96.3%地震与风风作用下结构构各楼层的作作用力、楼层层剪力、弯矩矩分布见图8.14~图8.25所示(PKPM模型)。8.2.5结构构层间侧移刚刚度比与层间间抗剪承载力力之比((PKPM模型型)结构各楼层侧移刚刚度与上一层层侧移刚度70%或上三层层侧移刚度平平均值80%的比值值中较小值(对对比系数),如如图8.266所示;楼层层刚度及刚度度比,见表88.7;楼层层层间抗侧力力结构的受剪剪承载力与其其上一层受剪剪承载力之比比,见图8..27。从图图中可知,抗抗剪承载力之之比均大于00.75,满满足《高层建建筑混凝土结结构技术规程程》(JGJ3--2002))第4.4.3条的要求。表8.7楼层刚度及及刚度比楼层X刚度(kN/m)Y刚度(kN/m)Ratx1Raty164.222E+0085.212E+008101078.104E+0061.085E+0071.28861.189288.999E+0061.304E+0071.80801.894095.595E+0068.114E+0061.10221.1415106.787E+0069.748E+0061.41501.4900116.283E+0068.793E+0061.36601.4393125.966E+0068.116E+0061.34461.4083135.737E+0067.624E+0061.33661.4002145.547E+0067.171E+0061.33871.3891155.356E+0066.807E+0061.33661.3878165.192E+0066.441E+0061.33581.3728174.990E+0066.110E+0061.31531.3553184.844E+0065.842E+0061.30271.3506194.742E++065.643E+0061.30091.3622204.641E+0065.421E+0061.30181.3703214.562E+0065.157E+0061.31131.3620224.466E+0064.957E+0061.31781.3695234.342E+0064.722E+0061.31181.3586244.239E+0064.519E+0061.30971.3499254.127E+0064.332E+0061.30111.3390264.047E+0064.183E+0061.30111.3351273.962E+0064.039E+0061.29911.3288283.887E+0063.913E+0061.30201.3275293.813E+0063.796E+0061.31031.3310303.738E+0063.688E+0061.31941.3363313.644E+0063.569E+0061.32161.3349323.532E+0063.440E+0061.31451.3245333.447E+0063.341E+0061.31521.3299343.360E+0063.244E+0061.31401.3362353.270E+0063.153E+0061.31281.3482363.198E+0063.024E+0061.32241.3422373.122E+0062.929E+0061.33371.3540383.021E+0062.818E+0061.33421.3569392.925E+0062.700E+0061.34181.3578402.832E+0062.595E+0061.35651.3663412.736E+0062.493E+0061.37351.3794422.607E+0062.371E+0061.36731.3468432.486E+0062.258E+0061.35981.3785442.377E+0062.149E+0061.35721.3886452.286E+0062.050E+0061.37461.4250462.192E+0061.942E+0061.41551.4941472.091E+0061.811E+0061.51101.5748481.955E+0061.643E+0061.58531.6519491.761E+0061.421E+0061.70821.7987501.473E+0061.128E+0061.78091.8836511.182E+0068.557E+0054.04564.2293523.650E+0052.529E+0051.25001.2500注:Ratx1,Ratty1为X,Y方向本层刚刚度与上一层层相对应刚度度70%的比值或上上三层平均侧侧移刚度80%的比值中之之较小者。8.2.6结构构剪重比分析析(PKPM模型)结构隔层层剪重比如图图8.28所示。从图图可知,结构构X、Y向剪重比相相差不大,地地上3层以下小于于规范要求(剪剪重比1.25%),经调整整满足规范要要求。8.2.7框架架柱承担层剪剪力与层倾覆覆弯矩之比分分析(PKPM模型)地震作用用下,结构中中框架柱所承承担的剪力占占层剪力百分分比见图8.29;框架柱所所承担的倾覆覆弯矩所占百百分比见图8.30。《高层建筑混凝土土结构技术规规范》第8..1.4条规规定,框架承承担的总剪力力小于0.2Q0时,框架总总剪力按0.2Q0和1.5Vf,max二者较较小进行调整整。考虑到本本工程为超A级高度建筑筑,为了加强强二道防线的的抗震能力,比比较了0.2Q0、1.5Vf,max和1.1Vf,max的结果果,见表8.8。综合考虑虑后,本工程程框架总剪力力取0.2Q0和1.1Vf,max二者较较大值,调整整系数见图8.31。(注:因因嵌固层位于于首层,调整整中Vf,max的最大大值没有考虑虑地下室各层层,具体数值值见计算书0.2Q0调整信息)。表8.80..2Q0与1.5Vf,,max、1.5Vf,,max值比比较0.2Q0X1.5Vfx,mmax1.5Vfx,mmax/(0.2Q0XX)1.1Vfx,,max1.1Vfx,,max/(0.2Q0XX)X向3525.66697.11.904911.21.39Y向3674.97463.62.035472.61.498.3弹性时程程分析8.3.1天然然波及人工波波的选取根据《建建筑抗震设计计规范》(GB500011-20001)第5.1..2条,本工工程应采用时时程分析法进进行多遇地震震下的补充计计算,地震剪剪力取多条时时程曲线计算算结果的平均均值与振型分分解反应谱法法计算结果二二者的较大值值,图8.32给了4条天然波和2条人工波的的波形。采用时程分析法时时,应按建筑筑场地类别和和设计地震分分组选用不小小于二组的实实际强震记录录和一组人工模拟的的加速度时程程曲线,即两两组天然波和和一组人工波波。分析时,采采用了《安评评报告》所给给出的地震波,水水平向(X、Y)加速度峰值值取安评报告告(34.66cm/S2)和规范(335cm/S2)二者的较大大值35cm/S2,反应谱法法不考虑双向向地震,只考考虑输入一个个方向的地震震波,不分主主次。根据《建筑抗震设设计规范》((GB500011-20001)第5.1..2条,所选选波应满足平平均地震影响响系数曲线应应与振型分解解反应谱法所所采用的地震震影响系数曲曲线在统计意意义上相符。所所谓意义上相相符,即其平平均地震影响响系数曲线与与振型分解反反应谱法所采采用的地震影影响系数曲线线相比,在各各周期点上相相差不大于220%,具体体见图8.333、图8.34。8.3.2时程程分析与反应应谱分析剪力力对比所选波还应该满足足每条时程曲曲线计算所得得结构底部剪剪力不应小于于振型分解反反应谱结果的的65%,多条条时程曲线计计算所得结构构底部剪力的的平均值不应应刁、于振型型分解反应谱谱法计算结果果的80%。时程分析与反应谱谱分析,楼层层底部剪力对对比结果详见见表8.9,各楼楼层剪力对比比见图8.335、图8.36所示。从从结果看,所所选地震波的的底部剪力计计算结果满足足规范要求,在在上部楼层,时时程分析的平平均剪力大于于反应谱计算算结果,X向在地上32层以上,应应放大1.11倍;Y向在地上400层以上,应应放大1.11倍。表8.9时程分析与与放音谱分析析底部剪力对对比项次X向Y向规范小震底部剪力17645.218386.6天然波1底部剪力17069.416505.6时程/反应谱≥65%97%90%天然波2底部剪力14059.212514.5时程/反应谱≥65%80%68%天然波3底部剪力15496.218420.7时程/反应谱≥65%88%100%天然波4底部剪力1896620445.7时程/反应谱≥65%107%112%人工波1底部剪力1678018884.6时程/反应谱≥65%95%103%人工波2底部剪力18215.819528.8时程/反应谱≥65%103%106%平均值底部剪力16764.417716.6时程/反应谱≥80%95%96%8.3.3时程程分析与反应应谱分析倾覆覆力矩对比时程分析析与反应谱分分析,各楼层层倾覆力矩对对比如图8.37、图8.38所示,由图图可知,时程程分析结果底底部小于反应应谱结果,上上部稍稍大反反应谱结果。8.3.4时程程分析与反应应谱分析位移移及位移角对对比时程分析析与反应谱分分析的各楼层层位移及位移移角结果如图图8.39~图8.42所示,时程程分析所得的的层间位移角角满足规范要要求。8.3.5弹性时时程分析主要要结论时程分析六条波底底部剪力平均均值大于振型型分解反应谱谱法的80%%,各条波分分别作用下的的底部剪力值值大于振型分分解反应谱法法的65%,满足足规范《建筑筑抗震设计规规范》(GSS500111-20011)第5.1..2条中的规规定。时程分析的X向地地上32层(Y向地上40层)以上上楼层剪力平平均值大于反反应谱值,表表明结构上部部受高阶振型型影响较大,实实际设计中考考虑时程分析析结果,X向放大1.111倍(地上上32层以上),YY向放大1.1倍(地上40层以上)。8.4结论1)结构楼层质量分分布较为均匀匀。2)结构竖向刚度分分布均匀,不不存在薄弱层层;楼层抗剪剪承载力满足足规范限值要要求。3)地上3层以下结结构剪重比稍稍小于规范要要求,已通过过放大楼层底底部地震力的的方法进行调调整。4)框架将按按照不小于结结构基底总剪剪力20%和框架部部分地震剪力力最大值1.1倍两者较大大值的要求进进行内力调整整,保证框架架柱能满足二二道防线要求求。5)结构在规范小震震作用下的位位移比指标满满足规范要求求,Y向位移角在在某些楼层略略大于1.22,但是不会会超过1.44的限值要求求。6)PKPM和ETAABS两种软软件分析结果果基本一致,结结构整体模型型和分析正确确。9构件验算9.1构件验算算流程按照“中震可修”的原则则,对中震作作用下关键构构件的承载力力进行复核(中中震弹性作用用下进行核心心筒墙肢和框框架柱进行偏偏压、偏拉承承载力验算,剪剪力墙受剪承承载力验算),确确定其是否达达到设定的性性能目标。按按照“大震不倒”的原则,对对大震作用下下核心筒墙肢肢进行剪压比比验算。采用用SATWEE计算结果,对对所有主要构构件(型钢混混凝土框架柱柱、核心筒剪剪力墙),提提取内力并组组合所有工况况,考察抗震震性能目标的的满足清况。9.2核心筒剪剪力墙9.2.1墙体体尺寸及配钢钢率为提高核心筒的承承载力和延性性,核心筒部部分底部加强强区设置了型型钢,主要剪剪力墙编号、厚厚度及配钢率率,见图9.1及表9.1、表9.2。表9.1 剪力墙厚度度(mm)楼层W1~W4/W111~W177/W22~~W25楼层W5~W10/WW18~W221L1以下900L1以下600((W200、W21)700)L2~L11800L2~L10600L12~L17700L11~L19500L18~L25600L20~L33400L27~L37500L34以上300L38~L45400L46~L47300表9.2底部加强区区剪力墙配钢钢率(B6~L5)墙号配钢率墙号配钢率W1~W32%W41%W5~W71%W8~W101%W11~W142%W15~W161%W181%W19~W202%W212%W22/W252%W23/W241%9.2.2轴压压比按N/(faAa+fcAcc)计算了各墙墙肢轴压比。其中,N——重力力荷载代表值值作用下墙体体的轴力设计计值;Ac——扣除除型钢后的混混凝土截面面面积;fc——混凝土的轴心抗压压强度设计值值;fa——型钢的抗压强度设设计值。首层和地上代表层层的轴压比见见图9.2、图9.3。从结结果看,各墙墙体的轴压比比均控制在00.5的限值值内。主要墙墙肢在地上LL35层时的的轴压比约为为0.25。9.2.3剪截截面验算根据《高层混凝土土结构技术规规程》(JGJ33-20022),采用大大震反应谱分分析,进行了了各主要墙体体的受剪截面面验算。V≦(1/γRE)(0.155βcfckbwhwo)其中,V——大震震下墙体剪力力标准组合值值;fck——混凝土的的轴心抗压强强度标准值;;βc——混凝土强度影响系系数;bw——墙体截面厚度;hwo——墙体截面面有效高度;;γRE——构件承载载力抗震调整整系数,此处处验算取1..0;图9.4给出了按上上述公式验算算的剪压比VVγRE/(βcfckbwhwo)结果,可可以看出,核核心筒主要剪剪力墙肢均满满足大震下的的最小受剪截截面要求(剪剪压比小于00.15)。9.2.4正截截面承载力验验算采用《混凝土结构构设计规范》(GB50010-2002)附录F方法进行了核心筒剪力墙正截面承载力验算。1)小震作用下底部部加强区及相相邻上一层核核心筒正截面面承载力验算算图9.5给出了底部部加强区及相相邻上一层在在小震下正截截面承载力包包络和各组内内力组合值的的N-M曲线,结果果表明各墙体体正截面承载载力满足小震震弹性要求,在在内力组合时时考虑了风荷荷载(0.28W)。2)中震作用下底部部加强区及相相邻上一层核核心筒正截面面承载力验算算图9.6给出了底部部加强区及相相邻上一层在在中震下正截截面承载力包包络和各组内内力组合值的的N-M曲线,结果果表明各墙体体正截面承载载力满足中震震弹性要求。9.2.5核心心筒剪力墙墙墙肢轴力分布布核心筒外外圈墙肢在小小震、风荷载载、中震弹性性作用下的最最大轴力和最最小轴力如图图9.7所示,计算算设计值时考考虑了所有组组合,取所有有组合中轴力力的最大值和和最小值,其其中小震组合合考虑0.28W,中震组合合不考虑风作作用,风荷载载组合不考虑虑地震作用,压压力为正,拉拉力为负。表9.3列出了地下下一层~顶层各核心心筒墙肢在中中震弹性、小小震和风作用用下的最大和和最小轴力设设计值,考虑虑了所有组合合,压力为正正,拉力为负负。表9.3小震、中震震及风荷载单单独作用下的的最大与最小小轴力墙号最大轴力设计值(kN)最小轴力设计值(kN)最大拉应力(MPa)中震小震风中震小震风W1632374847947645381482130W2654285282451727351031350W3408063324332669-21291880W4604764461243584601221730W54666836389371671012553240W64779944594478692923694650W75699945233457391873814950W84769237589383761042793570W94623143811474312443284240W105693845355459741713645360W111199199246789153572814250W12362212905728340791221640W13948097300470623882123210W14733625578255576-2216152255-0.92W15661085016650593-2605159222-1.12W16672285115451561-1944153245-0.84W17798266062860348-2416146240-0.82W18160081298512895201081300W19682345272550878-823183312-0.60W20682135438752826-476231437-0.35W211302810803107171065910W22704745294452530-3873129224-1.61W23673435064750817-3748202313-1.62W24675365099051247-3060226306-1.32W25724505381353159-5098140202-2.12由表可知,在中震震弹性作用下下,墙肢W14~WW17、W22~WW25(L1层),墙肢肢W19,、W20(LL44层层)出现拉应应力。在不考考虑竖向钢筋筋影响时,混混凝土最大拉拉应力除墙肢肢25以外,混混凝土拉应力力均小于混凝凝土轴心抗拉拉强度设计值值(L1层为2.044MPa,L44层为为1.71MMPa),墙墙肢25拉应力不超超过混凝土轴轴心抗拉强度度标准值2.85MMPa。9.2.6戴性性斜截面承载载力验算墙肢水平平分布钢筋,满满足中震弹性性斜截面承载载力验算。图图9.8给了底部几几层墙体的配配筋,从图中中可知,在底底部加强区楼楼层,墙体约约束边缘构件件纵向钢筋由由中震弹性控控制;墙体水水平钢筋部分分墙肢由小震震控制,部分分墙肢有中震震弹性控制。9.3框架柱9.3.1框架架柱布置塔楼框架架柱在底部采采用型钢混凝凝土柱,上部部采用普通钢钢筋混凝土柱柱,共18根,表9.4为框架柱的的截面尺寸。表9.4框架柱的尺尺寸及型钢混混凝土柱的配配钢表楼层Z1尺寸bfH1H2板厚配钢率L8以下1400×1600050012001000305.5%L9~L191400×1400050010001000305.9%L20~L321300×13000500900900255.5%L33~L361200×12000400800800183.9%L37~L451000×10000400600600143.9%L46~L47800×800300500500144.7%楼层Z2L8以下1400×1600050012001000305.5%L9~L201400×140005001001000305.94%L21~L251400×14000混凝土L26~L321300×13000L33~L361200×12000L37~L381100×11000L39~L451000×10000L46~L47800×800楼层Z3L8以下1400×1600050012001000305.5%L9~L191400×1400050010001000305.94%L20~L251400×14000混凝土L26~L321300×13000L33~L361200×12000L37~L381100×11000L39~L451000×10000L46~L47800×800楼层Z4L8以下1400×1600050012001000305.5%L9~L141400×16000混凝土L15~L181400×15000L19~L251400×14000L26~L321300×13000L33~361200×12000L37~L481100×11000L39~L451000×10000L46~L47800×800楼层Z5L8以下1400×1400050010001000305.94%L9~L191400×14000混凝土L20~L251300×13000L26~L321200×12000L33~L411000×10000L42~L47800×800楼层Z6L5以下1400×1800050014001000355.9%L6~L111400×1600050012001000305.5%L12~L261400×1400050010001000305.94%L27~L321400×14000混凝土L33~L361200×12000L37~L381100×11000L39~L451100×11000L46~L47800×800楼层Z7L1以下1400×1900050014001000355.6%L2~L61400×1800050014001000355.9%L7~L131400×1600050012001000305.5%L14~L291400×140005001000100030L30~L321400×14000混凝土L33~L361200×12000L37~L381200×12000L39~L451000×10000L46~L47800×800楼层Z8L6以下1400×1800050014001000355.9%L7~L111400×1600050012001000305.5%L12~L201400×1400050010001000305.94%L21~L321300×13000500900900255.5%L33~L361200×12000400800800183.9%L37~L451000×10000400600600143.85%L46~L47800×800300500500144.7%9.3.2轴压压比根据《高高层建筑混凝凝土结构技术术规程》(JGJ3--2002)第11.33.3条规定定,考虑地震震作用组合时时的一级型钢钢混凝土框架架柱,其轴压压比不宜大于于0.70,即N/(faAa+fcAcc)其中,N——考虑虑地震组合的的柱轴向力设设计值;Ac——扣除型钢钢后的混凝土土截面面积;;fc——混凝土的轴心抗压压强度设计值值;fa——型钢的抗压强度设设计值;Aa——型钢钢的截面面积积。本工程对于型钢混混凝土框架柱柱,当剪跨比比<2时,轴压比比限值为0.65;当剪跨比≥2时,轴压比比限值为0.7。对于普通通钢筋混凝土土框架柱,当当剪跨比<1.5时,轴压比比限值为0.65;当剪跨比比在1.5~2时,轴压比比限值为0.7;当剪跨>2时,轴压比比限值为0.75。各柱轴压比如图99.11所示,从图图中可知,隔隔层框架柱的的轴压比都满满足规范要求求。9.3.3剪压压比根据《高层建筑混混凝土结构技技术规程》((JGJ3--2002)),进行小震震和中震弹性性下框架柱的的受剪截面计计算,计算结结果详见计算算书。9.3.4正截面面承载力验算算根据《高层建筑混混凝土结构技技术规程》((JGJ3--2002)进进行框架柱的的正截面承载载力验算,考考虑框架柱在在弯矩作用平平面内挠曲对对轴向力偏心心距的影响,将将轴向力对截截面重心的偏偏心矩e0=乘以偏心距距增大系数η,其值可按按下列公式计计算:η=1+()2ξ11ξ2ξ1=ξ2=1.15-0..01其中,l0——构构件计算长度度;ξ1——偏心受压构件的截截面曲率修正正系数,当ξ1>1时,取ξ1=1.0;ξ2——考虑构件长细比对对截面曲率的的影响系数,当l0/h<15时,取ξ2=1.0;h———截面高度;;h00——截面有效高高度。1)中震弹性下,底底部加强区及及相邻上一层层框架柱承载载力包络和所所受地震荷载载组合的N-M曲线见9.12。由图可知知,底部加强强区及相邻上上一层框架柱柱承载力满足足性能目标要要求。2)中震不屈服下,非非底部加强区区框架柱承载载力包络和所所受地震荷载载组合的N-M曲线见9.13。9.3.5斜截截面承载力验验算框架柱斜截面承载载力计算,详详见SATWE计算结果(框框架柱箍筋)。10风作用舒适适度验算按照《高层建筑混混凝土技术规规程》第4..6.6条规规定,高度超超过150mm的高层建筑筑应具有良好好的使用条件件,满足舒适适度要求,按按照现行国家家标准《建筑筑结构荷载规规范》GB550009规规定的10年-遇风荷载取取值计算的顺顺风向和横风风向结构顶点点最大加速度度amax不应超超过表10.1的规定定。表10.1结构顶点峰峰值加速度限限制(10年重现期)使用功能峰值加速度限制(m/s2)住宅、公园0.15办公楼、酒店0.25以下两表表为参照《高高层建筑钢结结构技术规程程》第5.55.1条规定定计算的X、Y向顶点加速速度值。表10.2X向顶点峰值值加速度X向顶点峰值加速度度顺风向横风向风荷载体形系数μμs1.4地面粗糙度C重现期调整系数μμr0.83风压高度变化系数数μz2.2310年一遇基本风压WW0(kPa)0.4结构顶点平均风速速μn,m44.68建筑物总迎风面面面积A(㎡)7743.9横风向第一周期TTt4.82建筑物总质量mttot(t)135243.44建筑物平面宽度BB41.5第一周期T1(ss)4.82建筑物平面长度LL62.4脉动增大系数ε1.71建筑物平均重度γγB2.80脉动影响系数ζ0.50横风向临界阻尼比比ζt,cr0.02顺风向最大加速度度αw(m/s2)0.023横风向最大加速度度αtr0.045表10.3Y向顶点峰值值加速度Y向顶点峰值加速度度顺风向横风向风荷载体形系数μμs1.4地面粗糙度C重现期调整系数μμr0.83风压高度变化系数数μz2.2310年一遇基本风压WW0(kPa)0.4结构顶点平均风速速μn,m44.68建筑物总迎风面面面积A(㎡)11643.8横风向第一周期TTt4.73建筑物总质量mttot(t)135243.44建筑物平面宽度BB41.5第一周期T1(ss)4.82建筑物平面长度LL62.4脉动增大系数ε1.71建筑物平均重度γγB2.80脉动影响系数ζ0.47横风向临界阻尼比比ζt,cr0.02顺风向最大加速度度αw(m/s2)0.032横风向最大加速度度αtr0.044从表中可知,此结结构在风荷载载作用下的顺顺风向和横风风向顶点最大大加速度,满满足舒适度要要求。11大悬挑挠度度及舒适度计计算11.1大悬挑挑挠度计算根据建筑筑使用功能要要求,在L3~L5层有局部8..25m大悬悬挑露面,见见图11.1~图11.2。悬挑部位楼面的使使用功能及荷荷载如下:恒荷DL(kPaa)活荷LL(kPa)L3&L4(会议议室):4..63.00L5(不上人屋面)::6.70.5偏安全考虑增加110%荷载值作作为竖向地震震作用,在PPKPM及ETABSS模型中按照照下面放大荷荷载进行计算算,在边梁上上加幕墙线荷荷载,具体荷荷载取值,参参考模型数值值。恒荷DL(kPaa)活荷LL(kPa)L3&L4(会议议室):55.13..3L5(不上人屋面)::7.440.6L3-L5层8..25m悬挑挑钢梁,挠度度计算见表111.1,规规范容许值为为按照《钢结结构设计规范范》主梁要求求恒荷载和可可变荷载标准准值产生的挠挠度1/4000,可变荷荷载标准值产产生的挠度1/500。从从表11.1计算结果可可以看出,挠挠度满足规范范限制。表11.1悬挑钢梁挠挠度对比表(单单位mm)楼层PKPM挠度值ETABS挠度值值L3DL+LL18.22容许值41DL+LL26.8容许值41LL5.23容许值32.8LL6.15容许值32.8L4DL+LL21.76容许值41DL+LL19.60容许值41LL6.25容许值32.8LL4.15容许值32.8L5DL+LL9.96容许值27.5DL+LL24.33容许值27.5LL4.46容许值22LL4.50容许值2211.2大悬挑挑舒适度计算算11.2.1楼盖盖竖向振动加加速度计算楼盖竖向振动加速速度计算参照照《高层建筑筑混凝土结构构技术规程)AJGJ3-201X征求意见稿第4.7.7条及附录C进行,计算结果见表11.2。从表中可以看出,楼盖振动峰值加速度均小于O.OO5g的规范限值。表11.2楼盖竖向震震动加速度普通混凝土楼盖标准层角部悬挑楼楼盖标高10.2m(L3)层大悬挑挑楼盖标高15.6m(L4)层大悬挑挑楼盖楼盖自振频率fnn3.684Hz3.514Hzz4.394Hzz3.012Hzz楼盖震动峰值加速速度αp0.0027g0.0035g0.0017g0.0022g12静力弹塑性性PUSH--OVER分分析12.1静力弹弹塑性分析模模型及荷载模模式静力弹塑性分析(Pushover分析)采用EPDA/PUSH软件(2005版)。弹塑性分析模型由SATWE导入,并做了简化化(去掉5层地下室,保保留地下I层)。EPDA/PUSSH软件提供供了3种荷载模式式:倒三角形形荷载、矩形形荷载、实时时模式荷载,本本工程采用的是倒三角形形荷载。PUSH的加载过过程分为两步步,先施加竖竖向静力荷载载,得到结构构在竖向力作作用下的初始始状态,然后在这个初始状状态的基础上上施加侧推静静力荷载,直直到满足停机机控制条件。计算分析时,考虑虑P-⊿效应和梁柱柱交接刚域的的影响。12.2结构的的相对位移与与结构整体抗抗震性能评价价12.2.1中中震作用下的的结构抗震性性能评估中震作用地震影响响系数amax=0..23,特征周期期Tg=0.35,结构阻阻尼比ξ=5%。图12.1为结构在在中震作用下下X.Y方向向的抗倒塌验验算图,图112.3为中震作用用下性能点对对应的结构塑塑性铰图,表表12.1为结结构在中震作作用下的Puushoveer位移需求求。从图12.1的抗倒塌塌验算图可以以看出,中震震作用下,性性能点出现在在结构能力曲曲线迅速上升升的阶段,这这在图12.
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