横 琴 国 贸 大 厦 结 构 可 行 性 ( 超 限 设 计 ) 报 告.pdf
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1、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
2、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.1
3、96.5 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.2
4、510.1.3 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.36
5、11.3.9 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
6、 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
7、 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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、 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
16、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
17、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
18、 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
19、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
20、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 E
21、DITION 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 SUP
22、PLYMENT 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 IN
23、FORMATION,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
24、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
25、,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
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