横 琴 国 贸 大 厦 结 构 可 行 性 ( 超 限 设 计 ) 报 告.pdf

横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 1 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 目录 超限高层建筑工程初步设计抗震设防专项审查申报表 目录.11 工程概述.51.1 建筑概述.51.2 结构概述.52 设计规范、依据及分析软件.62.1 设计依据.62.2 中国设计规范.62.3 外国设计规范.62.4 参考文献.72.5 分析软件.72.5.1 弹性分析软件.72.5.2 弹塑性分析软件.743 材料及本构.83.1 弹性分析材料.83.1.1 混凝土.83.1.2 钢筋.83.1.3 钢材.83.2 弹塑性分析材料及本构.83.2.1 混凝土.83.2.2 钢筋.94.荷载与作用.104.1 楼面荷载.104.2 风荷载.104.3 地震作用.104.3.1 地震反应谱.104.3.2 地震分析参数.125 场地工程地质条件.145.1 地形地貌.145.2 区域地质构造.145.3 场地岩土类型及性质.155.4 水文地质条件.185.4.1 地下水类型及埋深.185.4.2 地下水腐蚀性.186 基础及底板设计.196.1 桩型及单桩竖向承载力特征值aR及桩身承载力.196.2 底板设计.196.3 塔楼与地下室的不均匀沉降处理.196.4 大面积地下室混凝土抗裂措施.196.5 小结.197 结构体系.207.1 结构抗侧力体系.207.2楼盖系统.错误错误!未定义书签。未定义书签。7.3 转换层.错误错误!未定义书签。未定义书签。8 结构超限情况.228.1 结构超限情况.229 超限处理主要措施.239.1 设计和构造措施.2310 性能目标.24横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 2 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 10.1性能目标.2410.1.1 小震作用下的结构构件性能分析表达式.2510.1.2 中震作用下的结构构件性能分析表达式.2510.1.3 大震作用下的结构构件性能分析表达式.2510.1.4 结构构件承载力及变形性能目标.2611 小震及风作用下性能分析.2611.1 本工程的整体计算.2611.2整体计算参数.2611.3 主要计算结果.2811.3.1 主要计算结果见下表。.2811.3.2 风荷载作用下层间剪力与倾覆弯矩.29风荷载作用下楼层位移与层间位移角.3011.3.4 小震作用下层间剪力与层倾覆弯矩分布.3111.3.5 小震作用下整体位移、层间位移分布.3311.3.6 小震作用下扭转位移比分布.3511.3.7 小震作用下结构竖向刚度及刚度比分布.3511.3.8 小震作用下结构剪重比分布.3611.3.9 小震作用下结构抗剪承载力分布.3611.3.10 小震作用下框架柱地震剪力分布.3611.3.11 小震作用下框架柱倾覆弯矩分布.3712 中震作用下结构性能分析.3912.1分析软件及模型.3912.2分析参数.3912.3中震下结构构件性能分析.4012.4小结.4013大震作用下结构性能分析.4113.1目的与方法.4113.3 分析参数.4113.4 罕遇地震作用下结构整体性能分析.4213.4.1 层间剪力与层倾覆弯矩.4213.4.2 整体位移与层间位移角.4313.5 罕遇地震作用下结构耗散能量分析.4413.6.2 大震作用下关键构件性能分析.4513.6.2.3 关键柱构件抗剪、抗弯承载力复核.6013.7 罕遇地震作用下 PUSH-OVER 弹塑性静力推覆分析.6713.7.1 X 主向 PUSH-OVER 分析结果.6713.7.2 Y 主向 PUSH-OVER 分析结果.6813.6 罕遇地震作用下结构构件性能分析.6913.6.1 罕遇地震作用下结构构件变形性能.6913.8 动力分析小结.7014.风作用下结构舒适度分析.7114.1 经验公式分析结构舒适性.7114.3 小结.7215 结论.73附件.74附件-1 构件性能分析编号图.74 横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 3 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 超限高层建筑工程初步设计抗震设防专项审查申报表 编号：申报时间：工程名称 横琴国贸大厦 申报人 联系方式 建设单位 珠海蓝琴发展有限公司 建筑面积 84500 设计单位 华南理工大学建筑设计研究院 设防烈度 7 度(0.1 g)，设计第一组 勘察单位 湖南省勘察测绘院 设防类别 丙类 建设地点 位于珠海市横琴新区口岸服务区 建筑高度，层数 主楼：199.600 m(地面47,地下4 层)场地类别液化判别 IV 类，液化等级：中等液化 平面规则性 塔楼范围规则 基础 持力层 类型 带桩端后注浆的钻孔灌注桩 埋深约-18.4m 桩长 60m 名称：中风化花岗岩 承载力 天然湿度下的单轴抗压强度 4500MPa 竖向规则性 高宽比：约 4.8 结构类型 裙楼及地下室部分:采用钢筋混凝土框架结构 主塔楼:带托柱转换层的框架核心筒结构 抗震等级 地下室-4 层：三级 地下室-3 层：二级 地下室-2 层结构顶层：一级（其中框支框架 89 层：特一级）计算软件 SATWE-2010 版 ETABS-9.7.3 版 PERFORM-3D V4.0.3 版 材料强度(范围)梁板 C35、C40、C50 柱墙 C60C30 计算参数 周期折减 0.85 楼面刚度(宏观指标采用刚性楼板假设，配筋计算采用弹性假设)地震方向(考虑 X，Y 方向、双向地震及偶然偏心)梁截面 框架梁(塔楼)：600 x600、700 x600、400 x1200 转换梁：1500 x2000(内置型钢)剪压比:0.040.12 地上总重 剪力系数(%)GE=297533t 单位面积质量：1.85t/m2 X=1.56%（大于 1.20%）Y=1.67%（大于 1.20%）柱截面 钢管混凝土柱：1000(壁厚 25mm)、1300(壁厚 25mm)、1400(壁厚 25mm)、普通混凝土柱（塔楼）：1000 x1000、1100 x1100、1200 x1200、1300 x1300、轴压比 0.400.85（大于 0.75 沿柱全高采用井字复合箍，大于 0.8 并设置芯柱）自振周期(s)T1：5.03 s T2：4.95s T3：2.62s 墙厚 2001000mm 轴压比 0.350.50 最大层间位移角 X 方向 1/788（41 层），相应位移比 1.03 Y 方向 1/879（40 层），相应位移比 1.04 钢 梁 柱 支撑 无 扭转位移比(偏心 5%)塔楼范围 X=1.18（5 层）相应位移角 1/1447.Y=1.16（5 层）相应位移角 1/1584 短柱 穿层柱 有 时程分析波形 峰值 小震计算时，峰值取值：（cm/s2）1 2 3 4 5 6 7 35 35 35 35 35 35 35 中震计算时，峰值取值：（cm/s2）1 2 3 4 5 6 7 100 100 100 100 100 100 100 大震计算时，峰值取值：（cm/s2）1 2 3 4 5 6 7 220 220 220 220 220 220 .220 转换层 刚度比 9 层为转换层，进行托柱转换 抗规层间剪力与层间位移角比 下层比上层：（X 向）1.06 （Y 向）1.01 高规附录 E 弯剪刚度比：下部比上部：（X 向）1.84 （Y 向）1.71 剪力比较单个时程分析计算基底剪力结果大于反应谱法结果的 65%，时程分析的基底剪力结果的平均值大于反应谱法结果 CQC 法的 80%。具体数据详本报告。错层 无 位移比较 具体数据详本报告。连体 含连廊 无 弹塑性位移角PUSH-OVER 弹塑性推覆分析 位移角：1/182（X 向）1/197（Y 向）加强层 刚度比 无 框架承担的比例 底层框架柱承担的剪力百分比为20.2%，大于底部总剪力的 20%，不需要调整 多塔 上下偏心 无 大跨空间结构无 横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 4 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 超限设计 简要说明 超限情况：超限情况：1.超 B 级高度的高层建筑。2.竖向刚度不规则及尺寸突变。3.竖向构件不连续 特殊情况：无特殊情况：无 性能设计目标简述：性能设计目标简述：在充分认识结构各分体系受力与变形特征的基础上，根据高规 3.11.1 条抗震性能四等级和 3.11.2 条抗震性能五水准规定，本工程确定抗震性能目标为 C 级，抗震性能目标细化如下：结构满足小震弹性设计；在中震作用下，关键构件如底部加强区剪力墙、转换梁、转换柱等，满足中震抗剪弹性，抗弯不屈服的性能要求，耗能构件如框架梁、连梁等，满足中震抗剪不屈服，允许少数框架梁及部分连梁抗弯屈服的性能要求。在大震作用下，底部加强区剪力墙、转换梁、转换柱满足大震抗剪不屈服，抗弯不屈服的性能要求，框架梁、连梁满足大震不发生剪切破坏，允许部分框架梁及多数连梁抗弯屈服的性能要求。加强措施：加强措施：1.高强混凝土的使用。2.全楼严格按照规范关于 B 级高度的相关抗震要求设计，并适当提高。3.转换柱、转换梁分别采用钢管混凝土柱、型钢混凝土组合梁，转换层楼板加厚到200mm，转换层上、下层楼板厚 150mm，更进一步提高了结构抗震性能。4.采用 PERFORM-3D 进行大震下的动力弹塑性时程分析及静力弹塑性分析，验算关键构件的变形。横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 5 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 1 工程概述 1.1 建筑概述建筑概述 珠海横琴国贸大厦由珠海蓝琴发展有限公司组织开发建设，项目用地位于横琴新区口岸服务区，为北长南短之梯形用地，场地地貌单元为滨海滩涂地貌，后经人工填土整平，现场地较为平坦，现状为部分水塘、部分平地。场地标高变化介于2.003.20米之间。项目用地南侧、西侧临接城市规划路，与城市交通接合关系顺畅。项目用地北侧、东侧及南侧分别为待建之洲际航运中心大厦、华融横琴大厦、国开梧桐树大厦、横琴总部大厦建设用地。用地西侧为城市建设储备用地。项目用地南侧距离横琴口岸仅250米，北侧距离预留连接澳门的交通通道700米，享有双口岸通关的便利；距离北侧中央商务区约1公里，能与商务区形成有效互动；东侧临近十字门水道，拥有较佳的滨水景观，并可近距离观瞻澳门银河度假酒店、金都娱乐城等城市人文景观。珠海横琴国贸大厦总用地面积13000.00，总建筑面积123226，计容总建筑面积84500，建筑基底面积5200。项目地上由47层、199.6米高塔楼及裙楼组成，兼容国际五星级酒店以及商业、办公等多种功能类型；地下四层，设置商业、车库、酒店后勤用房、机电设备用房等功能。1.2 结构概述结构概述 本工程地下4层整体地下室，地上9层裙楼，主塔楼地上47层(含9层裙楼)，地下室底板相对标高-18.4米，地上总高度199.6米。为满足建筑使用功能及施工方便，地下室、裙楼及主塔楼连成一体，不设防震缝及伸缩缝，裙楼及地下室部分采用钢筋混凝土框架结构，主塔楼为带托柱转换层的框架核心筒结构。结构设计使用年限为 50 年；结构安全等级为二级；建筑抗震设防类别，丙类。横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 6 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 2 设计规范、依据及分析软件 2.1 设计依据 设计依据 1 横琴国贸大厦建设场地-岩土工程勘察报告 湖南省勘察测绘院，2011 2 横琴国贸大厦-工程场地地震安全性评价报告 广东省工程防震研究院，2011 3 建筑设计专业相关专业图，2012 2.2 中国设计规范中国设计规范 1 混凝土结构设计规范 GB50010-2010 2 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010 3 建筑结构荷载规范 GB50009-2001（2006 年版）4 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 5 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 6 建筑地基基础设计规范 DBJ15-31-2003 7 建筑工程抗震性态设计通则（试用）CECS160:2004 8 广东省实施高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002 补充规定(参考)DBJ/T 15-46-2005 9 广东省标准高层建筑混凝土结构技术规程征求意见稿(参考)，2012 年 4 月 10 广东省地震烈度区划图 1990 年版 11 建筑抗震设防分类标准 GB50223-2008 12 建筑结构可靠度设计统一标准 GBJ50068-2001 13 钢结构设计规范 GB50017-2003 14 砌体结构设计规范 GB50003-2001 15 建筑设计防火规范 GB50016-2006 16 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005 年版）17 型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138-2001 18 岩土工程勘察规范 GB50021-2001(2009 年版)19 高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ72-2004 20 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 2.3 外国设计规范外国设计规范 在本报告的技术条件中，如果中国规范没有相关的具体规定，则参考以下国际通用的设计规范：1 BUILDING CODE REQUIREMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE ACI 318-05 2 MINIMUM DESIGN LOADS FOR BUILDINGS AND OTHER STRUCTURES SEI/ASCE 7-05 3 NEHRP RECOMMENDED PROVISIONS AND COMMENTARY FOR SEISMIC REGULARIONS FOR NEW BUILDINGS AND OTHER STRUCTURES.2003 EDITION FEMA 450 4 PRESTANDARD AND COMMENTARY FOR THE SEISIMC REHABILITATION OF BUILDINGS FEMA 356 5 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS SEISMIC REHABILITATION OF EXISTING BUILDINS ASCE/SEI 41 6 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS SEISMIC REHABILITATION OF EXISTING BUILDINS SUPPLYMENT ASCE/SEI 41 SUPPLYMENT 横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 7 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 2.4 参考文献参考文献 1 CEB TG/6.BEHAVIOUR AND ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES UNDER ALTERNATE ACTIONS INDUCING INELASTIC RESPONSEVOL.2：FRAME MEMBERS.COMIT EURO-INTEERNATIONAL DU BTON，BULLETION D INFORMATION，220 2 吕西林.超限高层建筑工程抗震设计指南.同济大学出版社.2005 3 刘伯权等.钢筋混凝土柱的破坏与能量吸收.地震工程与工程振动.1998，18（3）:14-18 4 徐培福，傅学怡，王翠坤，肖从真.复杂高层建筑结构设计.中国建筑工业出版社.2005 5 白绍良译.钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计.国际结构混凝土联合会-第 7 分委员会-抗震设计分委会第 2 课题组提出的学术进展情况报告.2004.09 6 过镇海.混凝土的强度和本构关系原理和应用.中国建筑工业出版社.2004 7 孙仁范，魏琏，刘维亚.风作用下高层建筑结构舒适度的评价标准和计算方法.深圳土木与建筑.2008，5(1):P32-39 8 刘畅，段小廿，魏琏.某超高层结构的多程序弹塑性时程分析对比.深圳土木与建筑.2007，12(4):P27-33 9 魏琏，刘畅，王森.某超限高层框支剪力墙结构的动力和静力弹塑性分析.深圳土木与建筑.2007，12(4):P16-20 10 韩小雷,郑宜,季静等.美国基于性能的高层建筑结构抗震设计规范J.地震工程与工程振动,2008,28(1):64-70.11 Kent D C，Park R.Flexural Members with Confined Concrete.ASCE，1971.97(ST7):19691990 12 B.D.Scott，R.Park，M.J.N.Priestley.Strees-Strain behavior of concrete confinted by overlapping hoops at low and high Strain rates.13 北京金土木软件技术有限公司，SAP2000 中文版使用指南，人民交通出版社出版，2006.14 Computers and Structures INC，CSI 参考手册 15 Kent D C，Park R.Flexural Members with Confined Concrete.ASCE，1971.97(ST7):19691990 16 B.D.Scott，R.Park，M.J.N.Priestley.Strees-Strain behavior of concrete confinted by overlapping hoops at low and high Strain rates.17 J.B.Mander，M.J.N.Priestley，R Park.Theoretical Stress-Strain Model For Confined Concrete.，ACI Journal，1984.18 Los Angeles Tall Buildings Structural Desgin Council.(2005).An alternative procedure for seismic analysis and design of tall buildings located in the Los Angeles regionS.2.3.2，:19 Kutay Orakcal，Leonardo M.Massone，John W.Wallence，(2006).Analytical Modeling of Reinforced Concrete Walls for Predicting Flexural and Coupled-Shear-Flexural Responses R.PEER，University of California.20 Computers and Structures INC.PERFORM-3D COMPONENTS AND ELEMENTS V4 Defining the Standard for Practical Performance Based Design.21 Dr Graham H.Powell.a State of the Art Educational Event Performance Based Design Using Nonlinear Analysis.2.5 分析软件分析软件 2.5.1 弹性分析软件 1 美国 CSI 公司的 ETABS 9.7.3 2 中国建筑科学研究院 PKPM 系列的 2010 年版 SATWE 2.5.2 弹塑性分析软件 1 美国 CSI 公司开发的 PERFORM-3D V4.0.3 结构弹塑性分析及性能评估 2 美国 Imbsem Software Systems 公司的 XTRACT V3.0.1 构件弹塑性分析及承载力、变形验算 横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 8 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 43 材料及本构 3.1 弹性分析材料弹性分析材料 3.1.1 混凝土 混凝土强度等级混凝土强度等级 强度种类 标准值 fck(N/mm2)设计值(N/mm2)弹性模量 Ec(N/mm2)fc ft C30 20.1 14.3 1.43 3.00 x104 C35 23.4 16.7 1.57 3.15 x104 C40 26.8 19.1 1.71 3.25x104 C45 29.6 21.1 1.80 3.35x104 C50 32.4 23.1 1.89 3.45 x104 C55 35.5 25.3 1.96 3.55 x104 C60 38.5 27.5 2.04 3.60 x104 3.1.2 钢筋 钢筋钢筋 钢筋种类 符号 直径(mm)标准值fyk/fyk 设计值 fy/fy 弹性模量 Es(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)HRB400 1225 400 360 2.0 x105 HRB335 1225 335 300 2.0 x105 注：HRB335 仅用于桩身构造配筋设计。3.1.3 钢材 钢材的物理性能指标钢材的物理性能指标 弹性模量 E(N/mm2)剪变模量 G(N/mm2)线膨胀系数 （以每C 计）质量密度（kg/m3）206103 79103 1210-6 7850 注：本工程所有钢管混凝土柱及型钢的钢材均采用 Q345B 级。钢材强度设计值钢材强度设计值 钢 材 抗拉、抗压 和抗弯 f (N/mm2)抗剪 fv(N/mm2)端面承压（刨平顶紧）fce(N/mm2)牌号 厚度或直径(mm)Q345B 钢 16 315 185 400 1635 300 175 400 3550 270 155 400 50100 250 145 400 3.2 弹塑性分析材料及本构弹塑性分析材料及本构 3.2.1 混凝土 在进行弹塑性分析时采用 PERFORM-3D V4.0.3，它的关键在于给出表征构件荷载变形非线性关系的模型参数。根据钢筋混凝土构件截面的构造特点，宏观模型中一般将混凝土分为约束混凝土和非约束混凝土，非约束混凝土采用 混凝土结构设计规范 GB50010-2010的普通的混凝土本构，而约束混凝土则参考过镇海的钢筋混凝土原理与分析一书中提到的 CEB FIP MC 90 模型，方程中的参数根据我国的试验数据确定。约束混凝土应力约束混凝土应力-应变全曲线方程应变全曲线方程 约束指标 0.32t 0.32t 抗压强度,10.5c ctcff,0.551.9c ctcff峰值应变 12.5pctp 6.225pctp 曲线方程,=pcc cf xy 23,2,1.0=+3-2+-2.=-1+a ca ca cd cxxxxxxx y x10 y 0.681.1-0.12=0.37+0.51xxxy 约束混凝土受压本构曲线如图所示：横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 9 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 输入 PERFORM3D 的约束混凝土受压本构曲线关键点如图所示：3.2.2 钢筋 在钢筋混凝土结构中的非线性计算分析中，通常将钢材视为理想弹塑性材料。横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 10 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 4.荷载与作用 4.1 楼面荷载楼面荷载 按照建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006 年版）选用下列荷载标准值：表表 0-1 类 别 活 载(kN/m2)面层 及吊重(kN/m2)备 注 地下车库 4.0 2.0 地下货车车道 10.0 2.0 地下厨房 6.0 8.0 楼梯 3.5 2.0 商业 5.0 2.0 商业层厨房 6.0 2.0 餐厅 2.5 2.0 库房 10.0 2.0 设备用房 10.0（7.0）2.0 公共卫生间 8.0 2.0 办公 2.0 2.0 第 32 层厨房 6.0 2.0 电梯厅 3.5 2.0 走廊 3.5 2.0 酒店 2.0 2.0 泳池机房 10.0 2.0 设备层 10.0 2.0 按实复核 游泳池 2.0 25.0 休闲健身区 4.0 2.0 上人屋面 2.0 3.5 电梯机房 7.0 2.0 不上人屋面 0.5 3.5 电梯机房天面 屋面花园（有草皮）3.0 按实际覆土厚度计 4.2 风荷载风荷载 地面粗糙度 A 类，建筑体形系数 s=1.4。风荷载分析参数如下表：表表 4-2 分析类型 重现期（年）风荷载（kN/m2）阻尼 刚度分析 50 0.85 0.05 承载力分析 50 1.1x0.85 0.05 舒适性分析 10 0.75 0.02 4.3 地震作用地震作用 4.3.1 地震反应谱 根据建筑抗震设计规范GB50011-2010、地质资料及安评报告，本场地抗震设防烈度为7度，设计分组为第1组，设计基本地震加速度为0.10g，场地类别为IV类。设计对比了抗震规范与安评报告提供的设计基准期为50年的场地地面设计地震动参数及曲线。22max2210.455.500.1()0.1()5()0.2510()ggggggTTsTTsTTTTTTsTTTTs 表表 4-3-1 安评与抗规地震动参数取值表安评与抗规地震动参数取值表 地震烈度 多遇地震（小震）设防烈度（中震）罕遇地震（大震）50年超越概率 63%10%2%水平地震影响系数 安评 0.102 0.281 0.492 抗规 0.08 0.23 0.50 Tg（s）安评 0.42 0.52 0.85 抗规 0.65 0.65 0.70 阻尼比 安评 0.05 0.05 0.05 抗规 0.05 0.05 0.05 地面最高加速度(2/cm s)安评 40 110 193 抗规 35 100 220 横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 11 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 根据安评报告（上述参数）及抗规GB50011-2010反应谱的相关参数，绘制50年超越概率63.2的反应谱曲线如下图所示。小震规范与安评反应谱影响系数曲线小震规范与安评反应谱影响系数曲线 由上图可见，安评报告中地震影响系数max大于规范值，但根据安评报告所提供的公式求得的反应谱曲线在长周期段（26秒区域）均小于现行规范值。由于本结构第一自振周期接近5.1秒，结构地震响应应受长周期影响为主。因此，分别建立基于安评报告反应谱曲线和规范反应谱曲线为单向地震作用的结构模型，分析结果如下：规范与安评地震作用对比规范与安评地震作用对比 作用方向 0 90 反应谱 按规范 按安评 按规范 按安评 层间位移角 1/795 1/892 1/891 1/987 整体位移(mm)173.4 161.2 167.9 155.3 底部总剪力(kN)29213 27029 31255 29349 底部总倾覆弯矩(kN.m)2969044 27464233017235 2779372 可见，小震作用下，按规范反应谱分析所得的结构响应均大于安评报告。因此本工程地震反应谱曲线以抗规GB50011-2010作为设计依据。横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 12 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 4.3.2 地震分析参数 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）和建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008 等，对横琴国贸大厦结构分析和设计采用的建筑分类参数如下：表表 0-3-2-1 结构设计基准期 50年 结构设计使用年限 50年 建筑结构安全等级 二级 建筑抗震设防类别 丙类 建筑高度类别 超出B级高度限制 地基基础设计等级 甲级 基础设计安全等级 二级 抗震设防烈度 7度 抗震措施 7度 设计基本地震加速度峰值 0.10g 设计地震分组 第一组 场地类别 IV类 特征周期Tg 0.65s 弹性分析，阻尼比（混凝土结构）0.05 弹塑性分析，阻尼比 0.05 周期折减系数 0.85 剪力墙 地下室-4：三级 地下室-3：二级 地下室-2顶层：一级 框支框架 地下室-47：一级 89：特一级 普通框架 地下室-4：三级 地下室-3：二级 地下室-2顶层：一级 时程分析使用的地震波：取本工程安评报告提供的人工地震波2条及国际上具有完整时程校正的符合本工程场地土特征的典型地震纪录5条，其相应地震参数如下表4-3-2-2所示。表表 0-1-2-2 时程分析地震波信息时程分析地震波信息 地震波代号 地震波信息 名称（地点）时程曲线 反应谱曲线 GM1 人工波 GM2 人工波 GM3 CHICHI.GM4 TRI-TREASUREISLAND_00 GM5 2Bfcy_90_l 02040608010001234567020406080100012345670204060801001201401600123456740302010010203040051015202530354045505560403020100102030400510152025303540455055600306090120150012345674030201001020304005101520253035030609012015018001234567横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 13 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 GM6 9Btri_90_l GM7 32ANGA760LOMAP.MEN_FN.图图 4-1 规范谱与地震波谱对比图规范谱与地震波谱对比图 时程曲线从安全评估报告提供的人工模拟曲线及实际记录时程曲线中挑选。将时程分析得到的小震下（63%超越概率）基底剪力与规范振型反应谱产生的小震下基底剪力作了比较，均满足规范 JGJ3-2010 第 4.3.5 条的要求，即单个时程分析计算基底剪力结果大于反应谱法结果的 65%，时程分析的基底剪力结果的平均值大于反应谱法结果的 80%。403020100102030051015202530350408012016020001234567403020100102030400510152025300408012016001234567横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 14 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 5 场地工程地质条件 5.1 地形地貌地形地貌 拟建珠海横琴国贸大厦位于珠海横琴新区口岸服务区，场地东侧为十字门水道，西侧近邻环岛东路，距莲花大桥约 400 米。场地地貌单元为滨海滩涂地貌，后经人工填土整平，现场地较为平坦，勘察时钻孔孔口标高变化介于 2.003.17 米之间。气候条件属于亚热带海洋性气候。年平均气温 22.4C，因受海洋影响，气温年平均日较差很小，仅有 5.3C。无冬季天气，终年气温在 0C 以上，极端气温最低气温为 2.5。年平均相对湿度其 79%，年降雨日为 137.2天，年平均降雨量为 1993.70mm。夏季多受台风影响，一出现暴雨、大风天气，年暴雨日数合计为 10.5 天。年平均风速为 3.3m/s，122 月各月风速较小，皆不足 3.0m/s，以 7 月份平均风速为最大，达 3.7m/s。年平均雷暴日数为 64.2 天，将近 85%的雷暴天气出现在 59 月份，其中 8月暴雷日数最多，有 13.1 天。5.2 区域地质构造区域地质构造 据地震钻孔以及工程地质钻孔的钻探结果，场地未发现有较大规模的断裂构造。北东向的马骝洲大门岛断裂在场地的西北侧通过，断裂在晚更新世以来未发现有明显的活动。北东向的三灶岛-高栏岛断裂在场地附近通过,该断裂西起高栏岛北侧，经大、小横琴岛抵澳门南海域，过伶仃洋后，可能与深圳五华断裂相连。在斜尾村西南山鞍处采集的断层样品热释光测龄结果表明，断裂在距今 18.31.56 万年曾有过活动，相当于中更新世晚期。在大襟岛采集的断层泥的热释光测龄结果为距今约 17.28 万年。在地震活动方面，1905 年在该断裂的东北端与西江断裂交汇处或其附近曾发生 5 级地震。场地附近断裂对场地的影响场地附近断裂对场地的影响 场地附近的北东向的马骝洲大门岛、三灶岛-高栏岛断裂在早、中更新世曾有过活动,晚更新世以来其活动已不明显。断裂虽然距离工程场地较近,但断裂产生地表错动可能性不大，对工程场地不会造成直接的影响。近场区的地震构造图如下图所示：横琴国贸大厦 珠海蓝琴发展有限公司 建筑结构抗震超限设计可行性报告 版权所有 第 15 页 共 78 页 设计单位：华南理工大学建筑设计研究院 第一版 2012 年 08 月 08 日 5.3 场地岩土类型及性质场地岩土类型及性质 根据钻探结果，场地内埋藏的地层主要有人工填土层、第四系海陆交互相沉积层及残积层，下伏基岩为燕山期花岗岩。场地内地层按自上而下的顺序依次描述如下：1.人工填土层(Qml)粉细砂-1(-1 为地层编号，下同)：灰褐色，松散，主要由粉细砂组成，含约 5-15%的淤泥，不均匀含少量植物根茎，属新近吹填而成，湿饱和、松散状。该层在钻孔 ZK1 ZK16、ZK20ZK30 号孔均遇见该层，层厚 1.006.70 米。人工填土-2：麻灰色，密实度不均匀，主要由花岗岩质碎石、块石组成，粒径一般为 7-50cm不等，间隙充填大量粘性土或粉细砂，属于昀近抛填而成。仅在钻孔 ZK16ZK19 号遇见该层，层厚 1.303.00 米。2.第四系海陆交互相(Qmc)沉积层：由淤泥、淤泥质粘土、粘土、砾砂及粉质粘土组成：1).淤泥：灰褐、深灰色，饱和，流塑，局部含碳质、粉砂及贝壳碎屑。场地内各钻孔均遇见该层，层顶深度在 2.006.70 米，层顶标高在-4.501.17 米，层厚 6.0012.40 米，平均 9.28米。2).淤泥质粘土：深灰色，饱和，流塑，局部不均匀含少量贝壳碎屑及高岭土块。该层与粘土呈互层状产出，场地内在钻孔 ZK2ZK17、ZK21、ZK22、ZK26ZK29 号遇见该层，层顶深度在 14.2018.50 米，层顶标高在-16.00-12.10 米，层厚 1.4013.80 米，平均 6.64米。3).粘土：褐黄、淡黄、褐黄、桔黄等色，局部夹灰白色，湿，可塑，韧性中等，粘性一般。该层在场地内零星分布，场地内各钻孔均遇到该层，层顶深度在 10.8028.50 米，层顶标高在-26.10-8.05 米，层厚 1.1021.80 米，平均 7.60 米。4).砾砂：褐黄色、灰白夹黄等色，中密为主，局部密实，主要成分为石英，次棱角状，局部粗砂为砾砂呈互层，含少量砾石。场地内各钻孔均遇到该层，层顶深度在 26.5034.70 米，层顶标高在-32.40-24.00 米，层厚 20.8031.50