名企超限高层建筑工程抗震专项审查申报表

1、广州容柏生建筑工程设计事务所 超限高层建筑工程抗震专项审查申报表 PAGE 4 广州保利珠江新城F2-2地块项目 超限高层建筑抗震设防审查申报表 建筑结构超限设计可行性报告 结构设计计算书(另编册)广州容柏生建筑工程设计事务所200804超限高层建筑抗震设防审查送审文件建筑工程甲级编号：190306-sj建设单位： 保利广州房地产开发有限公司广州市天河区冼村经济发展公司 工程名称: 广州保利珠江新城F2-2地块项目专 业：结 构事务所负责人：容柏生 项目负责人：李盛勇 结构总工程师：张元坤 结构专业负责人：徐重人张文华 结构专业设计人：廖 耘 肖德周 梅婵露 李定乾 邓孝祥 何 辉 广州容柏生

2、建筑工程设计事务所200804超限高层建筑工程抗震专项审查申报表建设单位保利广州房地产开发有限公司工程名称保利珠江新城F2-2地块项目建筑面积地上14.6万 m2地下5.6万 m2申报日期2008.04勘察单位广州地质勘察基础工程公司资质甲级地震安评报告提供单位广东省地震工程勘测中心设计单位广州容柏生建筑工程设计事务所资质甲级证书编号190306-sj联系人李盛勇联系电震设防标准设防烈度7度建筑抗震设防类别丙类多遇地震下max/0.08470.95设计基本地震加速度0.10g建筑场地类别II类偶遇地震下max/0.23841.00设计地震分组第一组特征周期值（秒）0

3、.35罕遇地震下max/0.44681.04勘察报告基本数据平均剪切波速246.65m/s覆盖层厚度1121m持力层埋深834m液化土判别轻微液化不液化基础概况基础类型人工挖孔灌注桩，天然地基基础，永久性抗拔锚杆桩长412m核心筒承台厚度（m）2.0塔楼高度（m）169塔楼层数（含裙楼）39结构层高14层5.50m；539层4.20m地下5层3.75m；地下4、3、3层3.25m；地下1层5.20m平面长(m)X宽(m)118.5x87.8（裙房）86.45x67.83（塔楼）塔楼高宽比1.95（X向）2.49（Y向）结构类型钢框架钢筋砼双核心筒混合结构防震缝设置无转换层设置无加强层设置 伸臂

4、桁架加强层22层和双核心筒连接加强桁架2123层构件抗震等级钢筋混凝土筒体为特一级结构超限情况结构高度超限超适用的最大高度(169.0160)是否复杂高层是（带设加强层）平面扭转不规则塔楼（层号）(对应层间位移角)X向平面扭转位移比（层数）=1.34(6) (1/1413)Y向平面扭转位移比（层数）=1.27（21）(1/763)裙楼（层号）(对应层间位移角)X向平面扭转位移比（层数）=1.47(1) (1/2858)Y向平面扭转位移比（层数）=1.29（2）(1/1643)类扭转不规则楼板局部不连续是侧向刚度不规则否抗侧力构件不连续否楼层承载力突变是整体的超限情况总结共4项指标超限（略超适用

5、的最大高度，楼板局部不连续,类扭转不规则，楼层承载力突变），体型属特别不规则结构。注：结构不规则程度分类、平面扭转位移比等按照广东省实施(JGJ 3-2002)补充规定之附件广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则确定。1*电算结果汇总表*1软件SATWEETABS*计算振型数3030第1，2平动周期及方向5.145 (Y向)4.902(Y向)3.578 (X向)3.182(X向)第一扭转周期3.9223.475第1扭转/第1平动周期0.7620.709地震下基底剪力（KN）X2620526730Y2451724870结构总质量（KN）24192182470079单位面积重度(KN/m2) 计算

6、14.514.8剪重比(不足时已按规范要求放大)X1.58%1.6%Y1.20%1.4%地震下倾覆弯矩(kN*m)X24703642433020Y23176232231229有效质量系数X96.89%99.72%Y97.69%99.82%50年一遇风荷载下最大层间位移角(层号)(广东超限审查细则补充规定限值1/615）X1/2014(21)1/2533（22）Y1/663(36）1/727（36）地震荷载下最大层间位移角(层号)(广东超限审查细则补充规定限值1/615）X1/1232（16）1/1573（15）Y1/750(38)1/827（36）考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）(对应层间位

7、移角)裙楼(14层)X1.47（1）(1/2858)-Y1.29（2）(1/1643)-塔楼(5层以上)X1.34（6）(1/1413)-Y1.27（21）(1/763)-构件首层最大轴压比(SATWE)1200钢管砼柱墙0.87-600钢管砼柱墙0.38-钢筋砼筒体0.43-地震作用下本层层间位移角与上层层间位移角的1.3倍或上3层层间位移角平均值的1.2倍比值中最大值（层号）(广东超限审查细则第三条) X0.93(35)0.95(37)Y0.99(21)0.90(21)层侧刚与上层70或上3层平均值80比值中最小值（层号）X1.3137 (17)1.468(24)Y1.1049（21）1.

8、493(17)楼层受剪承载力与上层75的比值(层号)（不含加强桁架层2123层及相邻的层）X1.23(1)Y1.32(1)加强层及相邻的层(2024层)楼层受剪承载力与上层75的比值(层号)X0.96(21)Y0.39(21)刚重比EJd/GH2X3.75Y1.64注：(1)表中“平面扭转位移比”按照高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ32002)4.3.5条:B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑的楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍;和广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则补充规定”第三条” 中“表3.3.1-3”:(

9、2) 因桁架加强层的刚度突变，21层的Y向楼层受剪承载力只有上层的29%；但其结果来自SATWE程序自动默认的配筋,并不是本工程的实际配筋(并不意味着21层抗剪承载力不够)。具体设计时我们可以通过加强措施，使21层Y向核心筒墙肢配筋满足大震下抗剪承载力的要求。并且经过验算可以发现，大震作用下的22桁架层楼层剪力并没有大过21层的层剪力(详结构超限设计可行性报告章节5.4.1)。(3)由于本工程较为复杂，根据本工程的特点，增加采用MIDAS对全楼进行有限元分析，另详MIDAS全楼有限元弹性分析报告；其结构特性与SATWE的计算结果较相近。此外还采用ABAQUS进行弹塑性时程分析，有关内容另详AB

10、AQUS弹塑性动力时程分析报告。5基本抗震构造与超限处理1结构计算处理整体计算软件SATWE（2006年版）、ETABS8.4.8、MIDAS7.1、ABAQUS6.6.1模型处理结构计算考虑偶然偏心地震作用，双向地震作用，扭转耦联及施工模拟。因为首层梁对塔楼柱不能完全嵌固，所以整体分析时带地下室计算,以基础面为嵌固端。弹性时程分析a. 由楼层剪力曲线可知，X、Y向地震作用下“最大楼层剪力曲线平均反应”在110米以下基本在反应谱曲线范围内(有个别地震波在反应谱曲线外，在施工图阶段拟适当加强抗剪配筋)；高度大于110米时,有部分时程波平均反应在反应谱曲线外，由于超出的数值不大且位于剪力不大的顶部

11、区域，所以在施工图阶段将进一步复核该部分楼层的抗剪承载力是否有足够富余,以决定是否加强该部分楼层核心筒的抗剪承载力；b楼层位移曲线除了X向在裙层单塔变双塔处(36层)有些突变处，基本光滑无突变，反映结构侧向刚度较为均匀。层位移曲线均以弯曲型为主，曲线斜率变化最大位置接近底部，说明最大有害层间位移角位于底部楼层，拟予构造加强。c层间位移角曲线在裙楼、加强层和36层有些突变处，这和刚度变化是相吻合的；因为向加强层刚度提升很多，所以Y向层间位移角剧烈变小,显示了加强桁架对结构侧向位移的强大约束作用。结合satwe(详SATWE计算文件位移输出文件)的Y方向的有害位移角(剪切变形)占总位移角的百分比例

12、可以知道，加强层的有害位移角比例达7.8% 34.5%，而相邻层的有害位移角比例只有1.0%左右,说明加强层的剪切刚度有突变，对抗震不利的剪切刚度增大了。所以在施工图设计时拟适当提高加强层相邻几层的抗剪配筋。d时程分析最大楼层弯矩曲线基本光滑无突变，这和竖向构件连续是吻合的。 e除少量楼层外，时程反应平均值均小于反应谱结果，证明反应谱分析在弹性阶段对结构起控制作用。时程波曲线和反应谱曲线规律基本一致,说明反应谱拟合的动力特性是可靠的。整体结构弹性有限元分析因楼板局部不连续，故用MIDAS软件进行结构整体弹性有限元分析，对加强层、加强层桁架、空中花园等关键环节及构件进行的分析表明，这些楼层楼板在

13、地震下的拉应力较大，需采用加强配筋。弹塑性时程分析采用ABAQUS6.6.1进行罕遇地震下的弹塑性时程分析，以验证结构能否满足第二阶段抗震设防水准要求，并寻找薄弱楼层与薄弱构件，制定相应的加强措施。ABAQUS分析结果详见后文保利珠江新城F2-2地块项目罕遇地震弹塑性动力时程分析报告。基本抗震构造基本抗震构造材料强度混凝土强度等级:（1）钢管砼柱、钢筋砼核心筒：-5层24层C60；25层35层C50；36层屋顶C40；地下室钢筋砼柱:为C50(2)梁板混凝土强度等级：地下室部分、加强层及相邻层为C35，其余均为C30；钢筋强度等级：砼核心筒墙，地下室砼柱主筋强度等级为HRB335，箍筋强度等级

14、HRB335及HPB235；梁主筋强度等级为HRB400，板筋强度等级为CRB400及HPB235。钢构件强度等级：(1)圆钢柱和钢梁：采用Q345B级钢材(2)伸臂桁架及双核心筒连接加强桁架：Q390GJ楼板厚度地下室底板厚h900 mm，为平板结构；地下室四层为六级人防顶板，采用梁板结构，板厚h=200mm,部分板支座加腋部位厚400；地下一三层，因为层高限制，采用350 mm高的密肋空心楼板(地下室层部分荷载较大的设备房和中型货车行走区域采有400高的密肋空心楼板)。首层采用梁板结构，板厚150（室内）、180(室外)。地面以上裙房和和办公楼采用钢砼组合梁体系，板厚h=120；空中花园及

15、洞口周边加强楼板、加强层及其相邻层楼盖板厚150。构件抗震构造柱截面1200 x2232(塔楼钢管砼柱)、600 x16(裙楼钢管砼柱)、750 x750(地下室非塔楼柱)砼筒体墙厚800(外围)、200400(其余)。空中花园主要构造将左右交错布置的空中花园做成刚性连接，使南北两区连接为较完整的整体,从而提高结构的整体性，也相应提高结构的抗侧刚度。空中花园布置成平面刚度较大的平面桁架形式；空中花园内侧的主梁将南北核心筒连接在一起，并在筒体内置钢骨,形成双筒体在水平、竖向的完整传力体系，提高了抗震延性。为了增强连接的刚度，钢框梁和柱、砼筒中埋设的钢骨均为固接。空中花园的组合楼板h=150,每层

16、每方向的配筋率不小于0.3%。伸臂桁架主要构造本工程利用建筑避难层(22层)设置伸臂桁架加强层；伸臂桁架主要设在y向抗侧刚度较弱的方向：南、北区各在筒体y向墙肢处设4榀伸臂桁架。伸臂构件贯通相接的筒体墙肢,与周边框架柱的连接采用铰接计算刚接施工。左右两侧的伸臂桁架和“双核心筒连接加强桁架”相贯通。上、下弦采用H型钢H700X600X50X50,斜腹杆采用H型钢H600X600X35X35。为了减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响，伸臂桁架在主体施工完成后再组装。双核心筒连接加强桁架主要构造利用伸臂桁架的上弦或下弦的位置，在空中花园内侧设置两榀两层高的“双核心筒连接加强桁架”。因为空中花

17、园是左右交错设置的，并且伸臂桁架只设了一层高，所以双核心筒连接加强桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架的下弦(或上弦)并不都在同一平面内。为了更有效地平衡两者上下弦的轴力,也为了提高结构延性，在加强层的筒体内埋置的型钢形成框架。桁架与筒体的墙肢是斜交，上下弦的轴力在水平方向的分力由相邻水平墙肢内的钢骨梁平衡。桁架上、下弦1000X600X50X50,双倒V布置的斜腹杆H600X600X50X50。因为桁架的腹杆平面外的长细比较大，为了保证其平面外的稳定，施工时在腹杆外套800 x800的钢管，将在钢管内灌砼使其满足受压构件的平面外整体稳定。为了减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响，桁架在主体

18、施工完成后再组装。钢筋砼筒体本工程的南北双核心筒是主要的抗侧力构件，所以应该提高核心筒墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好的匹配，达到外框架和内筒有效地协同抗震。措施：(1)从首层至36层，与空中花园内侧梁相接的墙肢两端埋置钢骨框架。(2)与水平伸臂、双核心筒连接加强桁架相接的墙肢, 桁架构件贯通墙肢。墙肢内的型钢桁架延伸相邻层一层。(3)特一级墙身水平和竖向分布筋配筋底部加强部位最小配筋率0.40%；一般部位最小配筋率0.35%；约束边缘构件竖筋最小配筋率为1.4，体积配箍率不小于1.4%；(4) 混凝土筒的墙肢轴压比控制按“高规”要求：墙肢轴压比控制小于0.5；(5)底部加强区及加强层上下

19、墙体水平筋应按中震不屈服验算结果配置。针对超限情况采取的主要措施针对超限情况采取的主要措施计算手段设计时分别采用两个空间结构分析程序SATWE和ETABS进行计算，考虑扭转耦联和偶然偏心地震作用；对关键构件如加强层砼筒体，双核心筒连接加强桁架、伸臂桁架、空中花园、斜柱等采用两个计算程序的计算结果的包络值进行设计。按规范要求，选用两组II类场地上的地震波和一组地震安全性评价报告所提供的场地人工波，对结构作弹性时程分析，并将结果与反应谱分析结果相比较，对反应谱结果未能反映的情况加以专门的处理。采用MIDAS软件进行中震下整体弹性有限元分析验算，对加强层、加强层桁架、空中花园等应力集中明显的部位加强

20、楼板配筋，保证楼板钢筋在中震时不出现屈服。对加强层典型桁架采用MIDAS进行有限元分析，以了解桁架在常遇地震作用和恒载下的应力水平及分布情况，并与弹塑性分析结果进行比较，对加强层上下砼筒体应力集中部位采取加强配筋等构造措施。采用ABAQUS软件对结构进行罕遇地震下的时程弹塑性分析，分析时考虑高度超限可能带来的附加P-delta效应，以确保结构能否满足第二阶段抗震设防水准要求，并对薄弱构件制定相应的加强措施。计算中分别按照“抗规”3.6.3条和“高规”5.4.1条验算结构重力附加弯矩和刚重比，整体计算时计入重力二阶效应影响。结构超限的主要措施结构超限的主要措施将左右交错布置的空中花园做成刚性连接

21、，以将南北两区连为一体,从而提高结构的整体性，并相应提高结构的抗侧刚度。空中花园布置成平面刚度高的平面桁架形式；空中花园内侧的主梁将南北核心筒连接在一起，与筒体内置钢骨形成双筒体在水平、竖向的完整传力体系，提高了抗震延性。为了增强连接的刚度，钢框梁和柱、砼筒中埋设的钢骨均为固接。空中花园的组合楼板h=150,板每层每方向的配筋率不小于0.3%。为了有效提高核心筒结构Y向的侧向刚度，本工程利用建筑避难层(22层)设置伸臂桁架加强层；伸臂桁架主要设在y向抗侧刚度较弱的方向：南、北区各在筒体y向墙肢处设4榀伸臂桁架。伸臂构件贯通相接的筒体墙肢,与周边框架柱的连接采用按铰接计算刚接施工。左右两侧的伸臂

22、桁架和“双核心筒连接加强桁架”相贯通。为了高效提高南北区的整体性，我们利用伸臂桁架的上弦或下弦的位置，在空中花园内侧设置两榀两层高的“双核心筒连接加强桁架”。因为空中花园是左右交错设置的，并且伸臂桁架只设了一层高，所以双核心筒连接加强桁架的上弦(或下弦)和伸臂桁架的下弦(或上弦)的并不都在同一平面内。为了更有效地平衡两者上下弦的轴力,也为了提高结构延性，我们在加强层的筒体内埋置的型钢形成框架。桁架与筒体的墙肢略为斜交，上下弦的轴力在x方向的分力由相邻x向墙肢内的钢骨梁平衡。因为桁架的腹杆平面外的长细比较大，为了保证其平面外的稳定，施工时在腹杆外套800 x800的钢管，将钢管内灌砼使其满足受压构件的平面外整体稳定。加强层及其相邻层楼盖刚度和配筋加强：楼盖板厚由120加强至150,板每层每方向的配筋率不小于0.3%；加强层及其上、下层钢管砼柱的壁厚适当加厚；加强层及其相邻层核心筒水平和竖向分布钢筋的最小配筋率不低于0.4%。连接部分楼板(空中花园)浇注时要求完全采用压型钢板和钢梁承重，不设置临时支顶，以避免拆除支顶时楼板开裂。同时，连接部分压型钢板应选取如桁架式等能保