深宝花园超限高层建筑抗震设防审查PPT课件

1、工 程名 称深宝花园DE栋 建筑面积 190000M2 ） （D、E栋各 24500M2）（地下室59000 M2 ）建 筑单 位深圳茂业（集团）股份有限公司 建 设地 点深圳罗湖区 设 计单 位深圳市华盟建筑设计有限公司 第1页/共73页第2页/共73页第3页/共73页第4页/共73页第5页/共73页二、结构形式 第6页/共73页层数52层屋面高度165.65米出屋面高度10.35米结构高宽比6.1地下室层数4层裙楼层数无规则情况竖向规则平面不规则（部分楼层开有洞口）楼盖整体性结构部分层楼板开有较多较大洞口，为楼板局部不连续结构类型钢筋混凝土剪力墙结构抗震等级一级第7页/共73页三、抗震设防

2、标准 第8页/共73页抗震设防烈度7度抗震设防类别丙类设计地震分组第一组设计基本地震加速度0.10 g第9页/共73页四、勘察报告基本数据 第10页/共73页场地类别II类场地土类型中硬场地土液化判别无场地稳定性场地基本稳定,适宜拟建建筑物建造地下水抗浮设计水位标高13.000米。地下水在强透水土层中对混凝土结构及钢结构不具弱腐蚀性。持力层中风化混合岩桩端承载力特征值4500kPa第11页/共73页五、工程场地地震安全性评价报告基本数据第12页/共73页 maxgT场地三个设防水准的最大地震影响系数 与特征周期设 防水 准常遇地震 偶遇地震 罕遇地震 50年超越概率0.6320.10.020.

3、094 0.260 0.4780.380.450.55maxgT第13页/共73页地震影响系数曲线（常遇地震）第14页/共73页六、基础设计概况 第15页/共73页基础类型桩基础地下室埋深17.3米地下室底板底板厚1200mm地下室顶板板厚180mm桩型人工挖孔桩承台主要截面5400X5400(高2800mm)第16页/共73页七、结构分析主要结果 第17页/共73页1、分析软件 SATWE ETABS PERFORM第18页/共73页计算软件SATWEETABS周期折减系数0.950.95结构自振周期（方向因子X+Y+T）T1= 3.8370 (0.00+1.00+0.00)，T2= 3.7

4、122(0.99+0.00+0.01)，T3= 2.6535(0.01+0.00+0.99)，T4= 1.1012(0.96+0.00+0.04)，T5= 1.0874 (0.00+1.00+0.00)，T6= 0.8923 (0.04+0.00+0.96)，T1= 3.71773 （X），T2= 3.60398 （Y），T3= 2.20915 （T），T4= 1.04860 （X），T5= 0.97912 （Y），T6= 0.74949 （T），扭转周期比 0.6920.7192、周期计算结果第19页/共73页结构振型第20页/共73页第一振型第三振型第二振型第21页/共73页第四振型第六振

5、型 第五振型第22页/共73页3、地震力及倾覆力矩底层地震力X向 7408kN(Q0 x/Ge=1.42%)按剪力调整系数修正 7642kNY向7548kN(Q0y/Ge=1.45%)按剪力调整系数修正 7975kN地震倾覆力矩X向 761768kN-M765315kN-MY向 752502kN-M765128kN-M第23页/共73页4、最大层间位移角X向风 1/1164（24F） 1/1254（28F）Y向风 1/817（28F）(广东规程限值为1/800)1/951（39F）X向地震1/1364（28F） 1/1258（28F）Y向地震 1/1333（39F） 1/1405 (39F）第

6、24页/共73页5、扭转位移比最大扭转位移比(1)X向地震1.29 ( 2F) （刚性楼板，偶然偏心）Y向地震1.17 ( 2F) （刚性楼板，偶然偏心）最大扭转位移比(2)X向地震1.23 ( 2F) （刚性楼板，不考虑偶然偏心）Y向地震1.02 ( 1F) （刚性楼板，不考虑偶然偏心）第25页/共73页6、稳定性验算niidGHEJ12/niidGHEJ12/X向= 4.00 1.4 ，满足稳定性 2.7， 不考虑重力二阶效应的影响Y向=3.731.4 ，满足稳定性要 求，2.7， 不考虑重力二阶效应 的影响第26页/共73页7、竖向构件轴压比结果重力荷载代表值作用下剪力墙轴压比 0.46

7、第27页/共73页8、弹性时程分析结果 选用两条人工波、一条场地波 计算结果表明，不论X、Y方向，从结构的整体计算计算结果看，振型分解法结果大于三条地震波对应的平均层间剪力曲线，但在顶部有些时程曲线计算所得的层剪力大于CQC相应计算结果，说明在采用CQC法进行结构设计时，宜考虑高振型对结构顶部带来的不利影响。第28页/共73页9、弹塑性动力时程分析 最大弹塑性层间位移角X向1/ 257 1/100 满足规范要求Y向1/ 271 1.2%（规范对一级边缘约束构件的要求）底部剪力墙约束边缘构件最小体积配箍率2.2% 1.98%（规范对一级边缘约束构件的要求）底部剪力墙竖向、水平分布筋配筋率0.5%

8、 0.3%（规范对一级剪力墙的要求）第31页/共73页九、屈服判别法 第32页/共73页 在多遇地震作用下（=0.08），所有构件均不屈服。 设防烈度地震作用下，所有构件均不屈服。 在=0.26时，3234层X向筒体连梁及2833层Y向连梁首先出现抗弯屈服。 屈服判别法结果表明结构在多遇地震作用下及设防烈度地震作用下所有构件均不屈服，在=0.26时，3234层X向筒体连梁及2833层Y向连梁首先出现抗弯屈服，可以满足规范“中震可修”的抗震设防目标。第33页/共73页十、弹塑性动力时程分析法 第34页/共73页进行罕遇地震下的弹塑性时程分析的目的时程分析方法的特点分析软件 Perform-3D

9、(Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3D Structures )第35页/共73页模型的三个层次：(1)整体模型； (2)构件模型；剪力墙：压弯纤维模型；剪切剪切材料梁单元：塑性铰+弹性杆柱单元：PMM塑性铰+弹性杆楼板：壳元(3)材料模型或铰定义依据Satwe截面及配筋计算 第36页/共73页 钢筋材料 HRB360 砼材料 C40柱PMM铰定义第37页/共73页 整体反应指标： 基底剪力，顶点位移，层间位移角 构件性能水准： 小震下要求所有抗侧力构件为弹性反应； 大震下墙柱的损伤性质程度分布满足要求，允许连梁和框架梁出现塑

10、性铰第38页/共73页 Mode1 mode2 mode3第39页/共73页 Mode4 mode5 mode6第40页/共73页 Mode7 mode8 mode9第41页/共73页振型振型周期周期(s)振型累积质量比振型累积质量比XY14.130.65023.930.650.6632.690.660.66541.220.810.66551.130.810.83560.880.820.83570.620.860.83580.550.860.8990.450.880.89100.390.900.89110.350.900.92120.280.900.92第42页/共73页小震波第1条 小震波第

11、2条 小震波第3条大震波第1条 大震波第2条 大震波第3条第43页/共73页第44页/共73页最大楼层位移(mm)最大层间位移角(rad)相应楼层最大基底剪力(kN)X向地震波11171/1100388243地震波21011/1337327365地震波31041/1264256587CQC94.81/1364267408Y向地震波11031/1323408071CQC103.81/1333397548第45页/共73页第46页/共73页第47页/共73页第48页/共73页最大楼层位移(mm)最大层间位移角(rad)相应楼层最大基底剪力(kN)X向地震波15391/2533833832地震波24

12、701/2883032075地震波35621/2282628667CQC94.81/1364267408Y向地震波15071/2712930882CQC103.81/1333407548第49页/共73页第50页/共73页第51页/共73页第52页/共73页第53页/共73页大震下结构反应时程第54页/共73页 钢筋压应变 0.62 钢筋拉应变 0.41 混凝土压应变 0.42 墙体剪切 0.47 第55页/共73页 钢筋压应变 0.66 钢筋拉应变 0.81 混凝土压应变 0.45 墙体剪切 0.45 第56页/共73页 第57页/共73页 第58页/共73页 输入持时30s、峰值加速度(P

13、GA)为212gal的地震波进行时程分析后，结构竖立不倒，主要抗侧力构件没有发生严重破坏，部分构件屈服耗能，不致于引起局部倒塌和危及结构整体安全，大震下结构性能满足“大震不倒”的要求； 大震下，结构整体反应指标如顶点位移峰值和基底剪力峰值，分别相当于CQC结果的56倍和44.5倍，注意到大震波PGA212gal相当于小震波PGA38gal的5.5倍以及特征周期的放大，可知大震下弹塑性反应与弹性反应相比，有基底剪力减小而顶点位移增大的趋势； 大震时程分析得到结构最大层间位移角x向平均值为1/257，y向1/271均小于规范要求的弹塑性层间位移角限值1/100，分别相当于CQC结果的5.3和4.9

14、倍，其中x向层间位移角发生楼层与小震基本相同，y向层间位移角发生楼层则有下移；第59页/共73页 剪力墙在大震下(包括x向和y向)均未发生剪切破坏，钢筋和混凝土纤维应力小于相应屈服应力水平，说明在不至于在墙枝中发生弯曲屈服。相应的，连梁出现了较多的塑性铰，成为主要耗能构件，实现了作为第一道设防体系耗能能和保护墙肢的目的； 框架梁包括型钢混凝土梁，在大震下出现了不同程度的屈服，表现为模型中局部出现弯曲塑性铰；而所有的框架柱没有出现PMM铰； 关于地震能量平衡，输入结构的地震能量一部分通过动能和应变能形式转换输出，一部分由结构自身消耗包括阻尼耗能和滞回耗能。大震下，结构在第5秒开始出现滞回耗能(对

15、应第一批构件屈服)，第11秒以后滞回耗能平稳，在能量平衡体系中滞回耗能约占总量27%35%，阻尼耗能约占总量30%，认为是有限而适当的通过塑性变形消耗了地震能量； 大震下，楼板平面内应力水平在14Mpa之间，电梯井周边和洞口角部楼板平面内应力较大的位置。第60页/共73页十一、超限主要措施 第61页/共73页 超限情况 本工程建筑高度165.65米，采用剪力墙结构体系，为超B级高度的超限高层建筑，同时结构部分层楼板开有较多较大洞口，为楼板局部不连续，计算结果表明，在不考虑质量偶然偏心的地震作用下，局部楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于相应楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍

16、，属于扭转不规则。 第62页/共73页 超限主要措施1、用两个不同力学模型的空间分析程序SATWE和ETABS进行计算，施工图设计时取两个程序计算得到的不利结果进行结构构件的设计。2、根据高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）5.1.13条规定，本工程采用了弹性时程分析法进行了补充计算。计算结果显示，所选地震波及场地波计算结果的平均值小于规范反应谱振型分解法所得结果，表明本工程按SATWE与ETABS程序用规范反应谱振型分解法计算是基本合理的，但考虑到时程分析法顶部地震反应较大，对顶部结构作了适当加强，顶部拟采取增强配筋等措施适当加强。 第63页/共73页 超限主要措施3、本工程在部

17、分楼层开有较多较大洞口，属于楼板局部不连续。为此在计算中采用考虑弹性楼板的方法对结构进行了分析，设计时对应力较大的洞口周围楼板采取适当增加楼板厚度，加强楼板配筋，使其达到在常遇地震作用下楼板处于弹性状态，在设防烈度地震作用下钢筋不屈服。第64页/共73页26层X方向地震作用下板面内X向正应力第65页/共73页26层X方向地震作用下板面内Y向正应力第66页/共73页26层X方向地震作用下板面内剪应力第67页/共73页26层Y方向地震作用下板面内X向正应力第68页/共73页26层Y方向地震作用下板面内Y向正应力第69页/共73页26层Y方向地震作用下板面内剪应力第70页/共73页 超限主要措施4、屈服判别法结果表明结构在多遇地震作用下及设防烈度地震作用下所有构件均不屈服，在=0.26时，3234层X向筒体连梁及2833层Y向连梁首先出现抗弯屈服，可以满足规范“中震可修”的抗震设防目标。第71页/共73页 超限主要措施