高层超限审查项目.ppt

1. 工程概述,本工程位于广州市大沙头二马路 ，总建筑面积64704 m2，地下三层，建筑至下而上由地下车库、商场、办公楼和住宅楼构成地下室底板面标高-16.200，室外地面-0.500 本工程为超高层商住、办公楼，地面以上主楼分为两个塔楼，办公塔楼总高136.260米，地面以上33层，1～5层为商场及餐饮，6层以上为办公楼；住宅塔楼总高130.100米，地面以上39层，1～3层为商场，4层为架空层（作为转换层），5～39层为住宅2. 设计规范及依据,2.1 中国设计规范 建筑结构可靠度设计统一标准 GBJ50068-2001 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004 中国地震动参数区划图 GB18306-2001 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 建筑地基基础设计规范 DBJ15-31-2003 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002 建筑工程抗震性态设计通则（试用） CECS160:2004 砌体结构设计规范 GB50003-2001 地下工程防水技术规范 GB50108-2001 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2001年版） 岩土工程勘察规范 GB50021-2001 高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ72-2004 建筑基坑支护工程技术规程 JGJ120-99 广东省建筑基坑支护工程技术规程 DBJ/T15-20-97 人民防空地下室设计规范 GB50038-94（2003年版） 广东省地震烈度区划图 1990年版,3. 荷载与作用,3.1建筑设计分类,,3.2楼面荷载 按照《荷载规范》GB50009-2001 选用荷载标准值。

3.3风荷载 广州市基本风压：重现期为100年时ωo=0.60 kN/m2，重现期为50年时 ω0=0.50 kN/m2，重现期为10年时ωo=0.30kN/m2；地面粗糙度C类，建筑体形系数μs=1.43.4 地震作用,抗震设防烈度7度 • 设计基本地震加速度 = 0.1g • 建筑场地类别 II 类场地，第一组，Tg = 0.38s • 地震反应谱根据规范取用• 时程分析使用的地震波：安评报告提供的2条单向场地波user3、user6； 天然三向波TH1TG035; 天然三向波TH1TG040； 天然三向波TH3TG40； 天然三向波EL CENTRO4.场地地质与基础设计,,由于本工程三层地下室，地下室底板面标高为-16.200米，底板厚度为1米，即地下室底板底部标高为-17.20米根据岩土工程勘察报告，地面以下15米已基本进入中、微风化泥质粉砂岩中风化岩天然湿度的单轴抗压强度取值6.0MPa，地基承载力特征值fak取为2000kPa 采用天然地基（中、微风化泥质粉沙岩）上的柱（墙）下独立基础地下室底板厚度为1000mm，局部板跨度较大的地方，采用集中布置岩石锚杆群以减小底板配筋。

由于不满足整体抗浮要求，采用岩石锚杆抗浮，为了减小底板的计算跨度及配筋，在柱下及底板跨中集中布置岩石锚杆群5. 结构体系,5.1 概述 办公楼地面以上33层，1～5层为商场及餐饮，6层以上为办公楼总高136.260米高宽比为6.98 住宅楼地面以上39层，1～3层为商场，4层为转换层，5～39层为住宅总高130.100米，高宽比为5.91 办公楼和住宅楼在首层楼板以上采用抗震缝完全分开 5.2 结构抗侧力体系 办公楼采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系 住宅楼采用现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构，其中中部核心筒剪力墙直接落地，其余剪力墙在转换层通过梁式转换结构转换5.3楼盖系统 所有楼盖均采用现浇钢筋混凝土梁板式结构首层楼板厚度为200mm，转换层楼板厚度为200mm，标准层薄弱处楼板厚度为150mm 地下室楼盖采用框架梁＋大板结构，板厚为200mm人防顶板厚度为200mm6. 建筑结构超限描述,6.1 办公楼 6.1.1 高度 办公楼为钢筋混凝土框架—核心筒结构体系，结构主体高度为136.26米，超过规范规定A级高度框架－核心筒结构高层建筑的最大适用高度130米，超限程度为4.8%； 6.1.2 高宽比 办公楼的高宽比为6.98，超过规范规定A级高度7度烈度高宽比限值6，但满足规范规定B级高度7度烈度高宽比限值7的要求； 6.1.3 扭转不规则 在考虑偶然偏心的地震作用下，首层至三层Y向的扭转位移比超过1.2，其中最大的首层的扭转位移比为1.24，超过了《高规》不宜大于1.2的规定。

6.2 住宅楼 6.2.1 高度 住宅楼为钢筋混凝土部分框支剪力墙结构，结构主体高度为130.1米，超出规范规定B级高度钢筋混凝土部分框支剪力墙结构高层建筑的最大适用高度120米，超限程度为8.42% 6.2.2 竖向抗侧力构件不连续 第4层为结构转换层，部分竖向抗侧力构件不连续 6.3 扭转不规则 在考虑偶然偏心的地震作用下，部分楼层的扭转位移比超过1.2，但小于1.47. 计算分析软件,• 美国CSI公司开发的结构分析软件 ETABS 中文版 • 中国建筑科学研究院开发的结构分析软件 SATWE,8. 风荷载作用下的结构性能,8.1 重现期为100年的风荷载作用下结构位移 8.1.1 办公楼,,,,,,,8.1.2 住宅楼,8.2 重现期为100年的风荷载作用下楼层剪力和倾覆弯矩 8.2.1 办公楼,,,,,,,8.2.2 住宅楼,8.3 重现期为10年的风荷载作用下结构舒适度验算 8.3.1 办公楼 顺风向最大结构顶点加速度： 横风向最大结构顶点加速度： 8.3.2 住宅楼 顺风向最大结构顶点加速度： 横风向最大结构顶点加速度：,,9. 结构超限抗震设计,9.1 抗震等级与性能目标 9.1.1 抗震等级 9.1.1.1 塔楼 办公塔楼首层及以上楼层 为一级 住宅塔楼首层～六层（底部加强部位） 为特一级 七层及以上楼层 为一级 9.1.1.2 地下室 办公塔楼向下延伸的－1层柱、剪力墙为一级，住宅塔楼向下延伸的－1层框支柱、剪力墙为特一级；首层、 － 1层楼盖框架梁为一级，地下二层、三层楼盖框架梁为三级；地下一、二、三层的其它竖向构件为三级。

9.1.2 性能目标 保证达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标9.2 多遇地震作用下的结构抗震设计（办公楼） 9.2.1 结构自振周期和扭转周期比,9.2.2 地震荷载作用下楼层剪力和倾覆弯矩 倾覆弯矩 (SATWE),,,,,,,,,,剪力 (SATWE),9.2.3 地震荷载作用下结构位移,,,,,,,,,,9.2.4 结构稳定性验算结果,,,结构刚重比大于1.4，能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 结构的刚重比大于2.7，可以不考虑重力二阶效应,,,,9.2.5结构弹性时程分析,X向楼层剪力 (ETABS),Y向楼层剪力 (ETABS),X向楼层剪力 (SATWE),Y向楼层剪力 (SATWE),,,,9.2.4 结构弹性时程分析,X向楼层弯矩 (ETABS),Y向楼层弯矩 (ETABS),X向楼层弯矩(SATWE),Y向楼层弯矩 (SATWE),,,9.2.5 超限处理主要措施 结构布置上，加大周边框架柱与核心筒连接梁的截面，加厚框架柱与核心筒连接的楼板，到达加强结构的侧向刚度，减小结构的水平位移在地震作用以及风荷载作用下，结构最大的层间位移角均小于1/800，满足规范的要求。

9.2.6小结 根据上述分析结果，办公楼虽然存在高度及高宽比超过《高规》关于A级高度的限值情况，但通过在结构布置、构造等多方面采取措施，加强了结构的刚度，各项计算结果满足规范的要求因此，本结构方案满足安全和使用方面的要求选用三～四组加速度时程曲线进行了多遇地震作用下的弹性动力时程分析，多遇地震作用时，时程分析的顶点位移、楼层弯矩、楼层剪力、层间位移角计算结果均小于考虑扭转藕联振动影响的振型分解反应谱法9.3多遇地震作用下的结构抗震设计（住宅楼） 9.3.1 结构自振周期和扭转周期比,9.3.2 地震荷载作用下楼层剪力和倾覆弯矩 倾覆弯矩 (SATWE),,,,,,,,,,剪力 (SATWE),9.3.3 地震荷载作用下结构位移,,,,,,,,,,9.3.4 结构稳定性验算,,,,,,,,,,,,,,,,,,结构刚重比大于1.4，能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 结构的刚重比大于2.7，可以不考虑重力二阶效应,9.3.5 考虑偶然偏心影响的水平地震作用下最大扭转位移比,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,结构扭转规则性的验算结果显示扭转指标大于1.2小于1.4，满足规范要求； 结构最大的扭转位移比为2～3层Y向的1.31，不考虑偶然偏心作用影响时，该两层的最大层间位移角为1/2875，楼层的变形很小 。

9.3.6 结构竖向规则性判断,注：上表中的数值为本层侧移刚度与上一层相应侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者最小楼层侧向刚度比：,住宅塔楼各层的侧向刚度均大于相邻上部楼层侧向刚度的70％，并大于其上相邻三层平均值的80%满足规范要求，结构侧向刚度沿竖向规则9.3.7 结构竖向刚度比,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E第E.0.2条转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γe≤1.3的规定9.3.8 楼层承载力的规则性,注：上表中的数值为本层受剪承载力与上一层受剪承载力的比值,最小楼层受剪承载力的比值,各层层间抗侧力结构的受剪承载力不小于其上一层的80%，结构的受剪承载力沿竖向规则9.3.9 结构弹性时程分析,X向楼层剪力 (ETABS),Y向楼层剪力 (ETABS),X向楼层剪力 (SATWE),Y向楼层剪力 (SATWE),,,,,,,,X向楼层弯矩 (ETABS),Y向楼层弯矩 (ETABS),X向楼层弯矩(SATWE),Y向楼层弯矩 (SATWE),,,,,,,X向楼层位移 (ETABS),Y向楼层位移 (ETABS),X向楼层位移(SATWE),Y向楼层位移 (SATWE),,,,,选用三～四组加速度时程曲线进行了多遇地震作用下的弹性动力时程分析，多遇地震作用时，时程分析的顶点位移、楼层弯矩、楼层剪力、层间位移角计算结果均小于考虑扭转藕联振动影响的振型分解反应谱法。

因存在高位转换及标准层楼板凹凸不规则，需考虑楼板变形对整个结构的影响 采用膜单元模拟楼板，用PMSAP进行计算 转换层楼板在常遇地震作用下，最大拉应力为 标准层楼板薄弱部位的最大拉应力为 未超过楼板混凝土的抗拉强度； 楼板最大剪应力为 未超过楼板混凝土的抗剪强度 转换层及其一层楼板在X向地震作用下的剪应力图、地震作用 下的转换层楼板最大应力见附图：,,,,9.3.10 楼板应力分析,转换层楼板 X向地震作用下楼板剪应力（kN/m2）,转换层上一层楼板 X向地震作用下楼板剪应力（kN/m2）,X向地震作用下楼板主拉应力（kN/m2） 转换层楼板应力分布,X向地震作用下楼板主拉应力（kN/m2） 转换层楼板应力分布,9.3.11 剪力墙 转换层上、下剪力墙剪应力水平,,,即使在多遇地震作用下，不考虑转换层框支柱的贡献，落地剪力墙的最大剪应力水平仅为0.013，可以保证在规范规定罕遇地震作用下剪力墙不发生剪切破坏。