名企超限高層建筑工程抗震專項審查申報表

1、廣州容柏生建筑工程設(shè)計事務(wù)所 超限高層建筑工程抗震專項審查申報表 PAGE 4 廣州保利珠江新城F2-2地塊項目 超限高層建筑抗震設(shè)防審查申報表 建筑結(jié)構(gòu)超限設(shè)計可行性報告 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書(另編冊)廣州容柏生建筑工程設(shè)計事務(wù)所200804超限高層建筑抗震設(shè)防審查送審文件建筑工程甲級編號：190306-sj建設(shè)單位： 保利廣州房地產(chǎn)開發(fā)有限公司廣州市天河區(qū)冼村經(jīng)濟(jì)發(fā)展公司 工程名稱: 廣州保利珠江新城F2-2地塊項目專 業(yè)：結(jié) 構(gòu)事務(wù)所負(fù)責(zé)人：容柏生 項目負(fù)責(zé)人：李盛勇 結(jié)構(gòu)總工程師：張元坤 結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人：徐重人張文華 結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人：廖 耘 肖德周 梅嬋露 李定乾 鄧孝祥 何 輝 廣州容柏生

2、建筑工程設(shè)計事務(wù)所200804超限高層建筑工程抗震專項審查申報表建設(shè)單位保利廣州房地產(chǎn)開發(fā)有限公司工程名稱保利珠江新城F2-2地塊項目建筑面積地上14.6萬 m2地下5.6萬 m2申報日期2008.04勘察單位廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司資質(zhì)甲級地震安評報告提供單位廣東省地震工程勘測中心設(shè)計單位廣州容柏生建筑工程設(shè)計事務(wù)所資質(zhì)甲級證書編號190306-sj聯(lián)系人李盛勇聯(lián)系電震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防烈度7度建筑抗震設(shè)防類別丙類多遇地震下max/0.08470.95設(shè)計基本地震加速度0.10g建筑場地類別II類偶遇地震下max/0.23841.00設(shè)計地震分組第一組特征周期值（秒）0

3、.35罕遇地震下max/0.44681.04勘察報告基本數(shù)據(jù)平均剪切波速246.65m/s覆蓋層厚度1121m持力層埋深834m液化土判別輕微液化不液化基礎(chǔ)概況基礎(chǔ)類型人工挖孔灌注樁，天然地基基礎(chǔ)，永久性抗拔錨桿樁長412m核心筒承臺厚度（m）2.0塔樓高度（m）169塔樓層數(shù)（含裙樓）39結(jié)構(gòu)層高14層5.50m；539層4.20m地下5層3.75m；地下4、3、3層3.25m；地下1層5.20m平面長(m)X寬(m)118.5x87.8（裙房）86.45x67.83（塔樓）塔樓高寬比1.95（X向）2.49（Y向）結(jié)構(gòu)類型鋼框架鋼筋砼雙核心筒混合結(jié)構(gòu)防震縫設(shè)置無轉(zhuǎn)換層設(shè)置無加強層設(shè)置 伸臂

4、桁架加強層22層和雙核心筒連接加強桁架2123層構(gòu)件抗震等級鋼筋混凝土筒體為特一級結(jié)構(gòu)超限情況結(jié)構(gòu)高度超限超適用的最大高度(169.0160)是否復(fù)雜高層是（帶設(shè)加強層）平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則塔樓（層號）(對應(yīng)層間位移角)X向平面扭轉(zhuǎn)位移比（層數(shù)）=1.34(6) (1/1413)Y向平面扭轉(zhuǎn)位移比（層數(shù)）=1.27（21）(1/763)裙樓（層號）(對應(yīng)層間位移角)X向平面扭轉(zhuǎn)位移比（層數(shù)）=1.47(1) (1/2858)Y向平面扭轉(zhuǎn)位移比（層數(shù)）=1.29（2）(1/1643)類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓板局部不連續(xù)是側(cè)向剛度不規(guī)則否抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)否樓層承載力突變是整體的超限情況總結(jié)共4項指標(biāo)超限（略超適用

5、的最大高度，樓板局部不連續(xù),類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，樓層承載力突變），體型屬特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)。注：結(jié)構(gòu)不規(guī)則程度分類、平面扭轉(zhuǎn)位移比等按照廣東省實施(JGJ 3-2002)補充規(guī)定之附件廣東省超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查細(xì)則確定。1*電算結(jié)果匯總表*1軟件SATWEETABS*計算振型數(shù)3030第1，2平動周期及方向5.145 (Y向)4.902(Y向)3.578 (X向)3.182(X向)第一扭轉(zhuǎn)周期3.9223.475第1扭轉(zhuǎn)/第1平動周期0.7620.709地震下基底剪力（KN）X2620526730Y2451724870結(jié)構(gòu)總質(zhì)量（KN）24192182470079單位面積重度(KN/m2) 計算

6、14.514.8剪重比(不足時已按規(guī)范要求放大)X1.58%1.6%Y1.20%1.4%地震下傾覆彎矩(kN*m)X24703642433020Y23176232231229有效質(zhì)量系數(shù)X96.89%99.72%Y97.69%99.82%50年一遇風(fēng)荷載下最大層間位移角(層號)(廣東超限審查細(xì)則補充規(guī)定限值1/615）X1/2014(21)1/2533（22）Y1/663(36）1/727（36）地震荷載下最大層間位移角(層號)(廣東超限審查細(xì)則補充規(guī)定限值1/615）X1/1232（16）1/1573（15）Y1/750(38)1/827（36）考慮偶然偏心最大扭轉(zhuǎn)位移比（層號）(對應(yīng)層間位

7、移角)裙樓(14層)X1.47（1）(1/2858)-Y1.29（2）(1/1643)-塔樓(5層以上)X1.34（6）(1/1413)-Y1.27（21）(1/763)-構(gòu)件首層最大軸壓比(SATWE)1200鋼管砼柱墻0.87-600鋼管砼柱墻0.38-鋼筋砼筒體0.43-地震作用下本層層間位移角與上層層間位移角的1.3倍或上3層層間位移角平均值的1.2倍比值中最大值（層號）(廣東超限審查細(xì)則第三條) X0.93(35)0.95(37)Y0.99(21)0.90(21)層側(cè)剛與上層70或上3層平均值80比值中最小值（層號）X1.3137 (17)1.468(24)Y1.1049（21）1.

8、493(17)樓層受剪承載力與上層75的比值(層號)（不含加強桁架層2123層及相鄰的層）X1.23(1)Y1.32(1)加強層及相鄰的層(2024層)樓層受剪承載力與上層75的比值(層號)X0.96(21)Y0.39(21)剛重比EJd/GH2X3.75Y1.64注：(1)表中“平面扭轉(zhuǎn)位移比”按照高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ32002)4.3.5條:B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑的樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍;和廣東省超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查細(xì)則補充規(guī)定”第三條” 中“表3.3.1-3”:(

9、2) 因桁架加強層的剛度突變，21層的Y向樓層受剪承載力只有上層的29%；但其結(jié)果來自SATWE程序自動默認(rèn)的配筋,并不是本工程的實際配筋(并不意味著21層抗剪承載力不夠)。具體設(shè)計時我們可以通過加強措施，使21層Y向核心筒墻肢配筋滿足大震下抗剪承載力的要求。并且經(jīng)過驗算可以發(fā)現(xiàn)，大震作用下的22桁架層樓層剪力并沒有大過21層的層剪力(詳結(jié)構(gòu)超限設(shè)計可行性報告章節(jié)5.4.1)。(3)由于本工程較為復(fù)雜，根據(jù)本工程的特點，增加采用MIDAS對全樓進(jìn)行有限元分析，另詳MIDAS全樓有限元彈性分析報告；其結(jié)構(gòu)特性與SATWE的計算結(jié)果較相近。此外還采用ABAQUS進(jìn)行彈塑性時程分析，有關(guān)內(nèi)容另詳AB

10、AQUS彈塑性動力時程分析報告。5基本抗震構(gòu)造與超限處理1結(jié)構(gòu)計算處理整體計算軟件SATWE（2006年版）、ETABS8.4.8、MIDAS7.1、ABAQUS6.6.1模型處理結(jié)構(gòu)計算考慮偶然偏心地震作用，雙向地震作用，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)及施工模擬。因為首層梁對塔樓柱不能完全嵌固，所以整體分析時帶地下室計算,以基礎(chǔ)面為嵌固端。彈性時程分析a. 由樓層剪力曲線可知，X、Y向地震作用下“最大樓層剪力曲線平均反應(yīng)”在110米以下基本在反應(yīng)譜曲線范圍內(nèi)(有個別地震波在反應(yīng)譜曲線外，在施工圖階段擬適當(dāng)加強抗剪配筋)；高度大于110米時,有部分時程波平均反應(yīng)在反應(yīng)譜曲線外，由于超出的數(shù)值不大且位于剪力不大的頂部

11、區(qū)域，所以在施工圖階段將進(jìn)一步復(fù)核該部分樓層的抗剪承載力是否有足夠富余,以決定是否加強該部分樓層核心筒的抗剪承載力；b樓層位移曲線除了X向在裙層單塔變雙塔處(36層)有些突變處，基本光滑無突變，反映結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較為均勻。層位移曲線均以彎曲型為主，曲線斜率變化最大位置接近底部，說明最大有害層間位移角位于底部樓層，擬予構(gòu)造加強。c層間位移角曲線在裙樓、加強層和36層有些突變處，這和剛度變化是相吻合的；因為向加強層剛度提升很多，所以Y向?qū)娱g位移角劇烈變小,顯示了加強桁架對結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的強大約束作用。結(jié)合satwe(詳SATWE計算文件位移輸出文件)的Y方向的有害位移角(剪切變形)占總位移角的百分比例

12、可以知道，加強層的有害位移角比例達(dá)7.8% 34.5%，而相鄰層的有害位移角比例只有1.0%左右,說明加強層的剪切剛度有突變，對抗震不利的剪切剛度增大了。所以在施工圖設(shè)計時擬適當(dāng)提高加強層相鄰幾層的抗剪配筋。d時程分析最大樓層彎矩曲線基本光滑無突變，這和豎向構(gòu)件連續(xù)是吻合的。 e除少量樓層外，時程反應(yīng)平均值均小于反應(yīng)譜結(jié)果，證明反應(yīng)譜分析在彈性階段對結(jié)構(gòu)起控制作用。時程波曲線和反應(yīng)譜曲線規(guī)律基本一致,說明反應(yīng)譜擬合的動力特性是可靠的。整體結(jié)構(gòu)彈性有限元分析因樓板局部不連續(xù)，故用MIDAS軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體彈性有限元分析，對加強層、加強層桁架、空中花園等關(guān)鍵環(huán)節(jié)及構(gòu)件進(jìn)行的分析表明，這些樓層樓板在

13、地震下的拉應(yīng)力較大，需采用加強配筋。彈塑性時程分析采用ABAQUS6.6.1進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性時程分析，以驗證結(jié)構(gòu)能否滿足第二階段抗震設(shè)防水準(zhǔn)要求，并尋找薄弱樓層與薄弱構(gòu)件，制定相應(yīng)的加強措施。ABAQUS分析結(jié)果詳見后文保利珠江新城F2-2地塊項目罕遇地震彈塑性動力時程分析報告?；究拐饦?gòu)造基本抗震構(gòu)造材料強度混凝土強度等級:（1）鋼管砼柱、鋼筋砼核心筒：-5層24層C60；25層35層C50；36層屋頂C40；地下室鋼筋砼柱:為C50(2)梁板混凝土強度等級：地下室部分、加強層及相鄰層為C35，其余均為C30；鋼筋強度等級：砼核心筒墻，地下室砼柱主筋強度等級為HRB335，箍筋強度等級

14、HRB335及HPB235；梁主筋強度等級為HRB400，板筋強度等級為CRB400及HPB235。鋼構(gòu)件強度等級：(1)圓鋼柱和鋼梁：采用Q345B級鋼材(2)伸臂桁架及雙核心筒連接加強桁架：Q390GJ樓板厚度地下室底板厚h900 mm，為平板結(jié)構(gòu)；地下室四層為六級人防頂板，采用梁板結(jié)構(gòu)，板厚h=200mm,部分板支座加腋部位厚400；地下一三層，因為層高限制，采用350 mm高的密肋空心樓板(地下室層部分荷載較大的設(shè)備房和中型貨車行走區(qū)域采有400高的密肋空心樓板)。首層采用梁板結(jié)構(gòu)，板厚150（室內(nèi)）、180(室外)。地面以上裙房和和辦公樓采用鋼砼組合梁體系，板厚h=120；空中花園及

15、洞口周邊加強樓板、加強層及其相鄰層樓蓋板厚150。構(gòu)件抗震構(gòu)造柱截面1200 x2232(塔樓鋼管砼柱)、600 x16(裙樓鋼管砼柱)、750 x750(地下室非塔樓柱)砼筒體墻厚800(外圍)、200400(其余)?？罩谢▓@主要構(gòu)造將左右交錯布置的空中花園做成剛性連接，使南北兩區(qū)連接為較完整的整體,從而提高結(jié)構(gòu)的整體性，也相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度?？罩谢▓@布置成平面剛度較大的平面桁架形式；空中花園內(nèi)側(cè)的主梁將南北核心筒連接在一起，并在筒體內(nèi)置鋼骨,形成雙筒體在水平、豎向的完整傳力體系，提高了抗震延性。為了增強連接的剛度，鋼框梁和柱、砼筒中埋設(shè)的鋼骨均為固接?？罩谢▓@的組合樓板h=150,每層

16、每方向的配筋率不小于0.3%。伸臂桁架主要構(gòu)造本工程利用建筑避難層(22層)設(shè)置伸臂桁架加強層；伸臂桁架主要設(shè)在y向抗側(cè)剛度較弱的方向：南、北區(qū)各在筒體y向墻肢處設(shè)4榀伸臂桁架。伸臂構(gòu)件貫通相接的筒體墻肢,與周邊框架柱的連接采用鉸接計算剛接施工。左右兩側(cè)的伸臂桁架和“雙核心筒連接加強桁架”相貫通。上、下弦采用H型鋼H700X600X50X50,斜腹桿采用H型鋼H600X600X35X35。為了減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形及軸向壓縮對加強層的影響，伸臂桁架在主體施工完成后再組裝。雙核心筒連接加強桁架主要構(gòu)造利用伸臂桁架的上弦或下弦的位置，在空中花園內(nèi)側(cè)設(shè)置兩榀兩層高的“雙核心筒連接加強桁架”。因為空中花

17、園是左右交錯設(shè)置的，并且伸臂桁架只設(shè)了一層高，所以雙核心筒連接加強桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架的下弦(或上弦)并不都在同一平面內(nèi)。為了更有效地平衡兩者上下弦的軸力,也為了提高結(jié)構(gòu)延性，在加強層的筒體內(nèi)埋置的型鋼形成框架。桁架與筒體的墻肢是斜交，上下弦的軸力在水平方向的分力由相鄰水平墻肢內(nèi)的鋼骨梁平衡。桁架上、下弦1000X600X50X50,雙倒V布置的斜腹桿H600X600X50X50。因為桁架的腹桿平面外的長細(xì)比較大，為了保證其平面外的穩(wěn)定，施工時在腹桿外套800 x800的鋼管，將在鋼管內(nèi)灌砼使其滿足受壓構(gòu)件的平面外整體穩(wěn)定。為了減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形及軸向壓縮對加強層的影響，桁架在主體

18、施工完成后再組裝。鋼筋砼筒體本工程的南北雙核心筒是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，所以應(yīng)該提高核心筒墻肢的延性，使抗側(cè)剛度和結(jié)構(gòu)延性更好的匹配，達(dá)到外框架和內(nèi)筒有效地協(xié)同抗震。措施：(1)從首層至36層，與空中花園內(nèi)側(cè)梁相接的墻肢兩端埋置鋼骨框架。(2)與水平伸臂、雙核心筒連接加強桁架相接的墻肢, 桁架構(gòu)件貫通墻肢。墻肢內(nèi)的型鋼桁架延伸相鄰層一層。(3)特一級墻身水平和豎向分布筋配筋底部加強部位最小配筋率0.40%；一般部位最小配筋率0.35%；約束邊緣構(gòu)件豎筋最小配筋率為1.4，體積配箍率不小于1.4%；(4) 混凝土筒的墻肢軸壓比控制按“高規(guī)”要求：墻肢軸壓比控制小于0.5；(5)底部加強區(qū)及加強層上下

19、墻體水平筋應(yīng)按中震不屈服驗算結(jié)果配置。針對超限情況采取的主要措施針對超限情況采取的主要措施計算手段設(shè)計時分別采用兩個空間結(jié)構(gòu)分析程序SATWE和ETABS進(jìn)行計算，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和偶然偏心地震作用；對關(guān)鍵構(gòu)件如加強層砼筒體，雙核心筒連接加強桁架、伸臂桁架、空中花園、斜柱等采用兩個計算程序的計算結(jié)果的包絡(luò)值進(jìn)行設(shè)計。按規(guī)范要求，選用兩組II類場地上的地震波和一組地震安全性評價報告所提供的場地人工波，對結(jié)構(gòu)作彈性時程分析，并將結(jié)果與反應(yīng)譜分析結(jié)果相比較，對反應(yīng)譜結(jié)果未能反映的情況加以專門的處理。采用MIDAS軟件進(jìn)行中震下整體彈性有限元分析驗算，對加強層、加強層桁架、空中花園等應(yīng)力集中明顯的部位加強

20、樓板配筋，保證樓板鋼筋在中震時不出現(xiàn)屈服。對加強層典型桁架采用MIDAS進(jìn)行有限元分析，以了解桁架在常遇地震作用和恒載下的應(yīng)力水平及分布情況，并與彈塑性分析結(jié)果進(jìn)行比較，對加強層上下砼筒體應(yīng)力集中部位采取加強配筋等構(gòu)造措施。采用ABAQUS軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的時程彈塑性分析，分析時考慮高度超限可能帶來的附加P-delta效應(yīng)，以確保結(jié)構(gòu)能否滿足第二階段抗震設(shè)防水準(zhǔn)要求，并對薄弱構(gòu)件制定相應(yīng)的加強措施。計算中分別按照“抗規(guī)”3.6.3條和“高規(guī)”5.4.1條驗算結(jié)構(gòu)重力附加彎矩和剛重比，整體計算時計入重力二階效應(yīng)影響。結(jié)構(gòu)超限的主要措施結(jié)構(gòu)超限的主要措施將左右交錯布置的空中花園做成剛性連接

21、，以將南北兩區(qū)連為一體,從而提高結(jié)構(gòu)的整體性，并相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。空中花園布置成平面剛度高的平面桁架形式；空中花園內(nèi)側(cè)的主梁將南北核心筒連接在一起，與筒體內(nèi)置鋼骨形成雙筒體在水平、豎向的完整傳力體系，提高了抗震延性。為了增強連接的剛度，鋼框梁和柱、砼筒中埋設(shè)的鋼骨均為固接?？罩谢▓@的組合樓板h=150,板每層每方向的配筋率不小于0.3%。為了有效提高核心筒結(jié)構(gòu)Y向的側(cè)向剛度，本工程利用建筑避難層(22層)設(shè)置伸臂桁架加強層；伸臂桁架主要設(shè)在y向抗側(cè)剛度較弱的方向：南、北區(qū)各在筒體y向墻肢處設(shè)4榀伸臂桁架。伸臂構(gòu)件貫通相接的筒體墻肢,與周邊框架柱的連接采用按鉸接計算剛接施工。左右兩側(cè)的伸臂

22、桁架和“雙核心筒連接加強桁架”相貫通。為了高效提高南北區(qū)的整體性，我們利用伸臂桁架的上弦或下弦的位置，在空中花園內(nèi)側(cè)設(shè)置兩榀兩層高的“雙核心筒連接加強桁架”。因為空中花園是左右交錯設(shè)置的，并且伸臂桁架只設(shè)了一層高，所以雙核心筒連接加強桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架的下弦(或上弦)的并不都在同一平面內(nèi)。為了更有效地平衡兩者上下弦的軸力,也為了提高結(jié)構(gòu)延性，我們在加強層的筒體內(nèi)埋置的型鋼形成框架。桁架與筒體的墻肢略為斜交，上下弦的軸力在x方向的分力由相鄰x向墻肢內(nèi)的鋼骨梁平衡。因為桁架的腹桿平面外的長細(xì)比較大，為了保證其平面外的穩(wěn)定，施工時在腹桿外套800 x800的鋼管，將鋼管內(nèi)灌砼使其滿足受壓構(gòu)件的平面外整體穩(wěn)定。加強層及其相鄰層樓蓋剛度和配筋加強：樓蓋板厚由120加強至150,板每層每方向的配筋率不小于0.3%；加強層及其上、下層鋼管砼柱的壁厚適當(dāng)加厚；加強層及其相鄰層核心筒水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率不低于0.4%。連接部分樓板(空中花園)澆注時要求完全采用壓型鋼板和鋼梁承重，不設(shè)置臨時支頂，以避免拆除支頂時樓板開裂。同時，連接部分壓型鋼板應(yīng)選取如桁架式等能保