大成金融商务中心结构超限设计可行性论证报告

大成金融商务中心结构超限设计可行性论证报告昆明市呈贡区大成置业有限公式深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司2012

年

03

月

31

日大成金融商务中心结构超限设计可行性论证报告审核审定人：张良平专业负责人：王卫忠

钟玉柏主要设计人：钟玉柏

尚文红

邱金明

彭治军

等建设单位：昆明市呈贡区大成置业有限公司设计单位：深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司2012

年

03

月

31

日目录页码报告说明···············································································································································

411.11.2工程概况··············································································································································

4本报告内容和目的······························································································································

52设计依据···············································································································································

62.12.22.3设计规范及标准··································································································································

6相关文件··············································································································································

6主要结构计算软件······························································································································

634地基基础和场地地震安全性···············································································································

73.13.2工程地质概况······································································································································

7场地地震安全性··································································································································

8荷载作用及结构材料···························································································································

94.14.24.34.44.54.6楼面荷载··············································································································································

9风荷载················································································································································

10地震作用············································································································································

10混凝土················································································································································

12钢筋····················································································································································

12钢材····················································································································································

1256结构布置·············································································································································

135.15.2结构体系············································································································································

13嵌固层················································································································································

13结构超限情况及抗震目标·················································································································136.16.26.3基本情况············································································································································

13超限情况············································································································································

13抗震目标············································································································································

1478主要分析结果·····································································································································

157.17.27.37.4计算分析程序····································································································································

15A

栋计算结果·····································································································································16B

栋计算结果·····································································································································49裙房计算结果····································································································································

77抗震加强措施·····································································································································

98附录

1：转换层上下结构侧向刚度计算附录

2：初步设计主要设计图纸3深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司1报告说明本项目通过设置宽的抗震缝从首层到裙房顶部将结构分为

A

栋、B

栋以及裙房250mm三个独立的单体。抗震缝处采用双柱。抗震缝的位置如下图所示：1.1工程概况大成金融商务中心（呈政储[2009]012—3

号地块）位于云南昆明行政中心中央商务区。建设用地性质为商业、金融业用地，用地面积

26105.97

平方米，计容建筑面积130529.80

平方米，总建筑面积

247717.85

平方米，由云南大成房地产开发有限公司建设开发。项目用地大致成长方形，短边长约

130

米，长边长约212

米，西临新区80

米宽主干道彩云南路，北临城市中央景观大道，南临

60

米宽亚广北路，东临规划道路，西面紧邻地铁

1

号线“行政中心车站”。片区汇集了行政、金融、商务、总部经济，主要打造“总部经济区”建设项目。这里已经成为南亚、东南亚及云南省、昆明市新的总部经济聚集区。区位优势明显。本项目由位于南面的A

座

199.7

米超高层塔楼（34

层以下为办公，34

层及以上为酒店），地面以上面积

77931

平方米（包括处于抗震缝同侧，与其相连的局部裙房）；北面的B

座

141.9

米超高层塔楼（全部为办公），地面以上面积

42163

平方米（包括处于抗震缝同侧，与其相连的局部裙房）；五层地下室及五层裙房组成，其地下三层至地下五层为停车场，地下一层、地下二层及裙房主要由银行及酒店、商业商务配套设施构成。总平面图如下：抗震缝的设置位置A、B

栋都采用钢筋混凝土框架核心筒结构，其中

A

栋由于较高在下部部分楼层采用型钢混凝土柱，另由于建筑立面需要，A

栋中上部楼层部分外框柱采用斜柱。裙房采用钢筋混凝土框架结构。总平面图4深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司1.2本报告内容和目的本报告主要就需要进行抗震专项审查的

A

栋、B

栋以及裙房的设计条件、结构体系、超限条款、主要计算结构、性能评估及采取的加强措施等进行详细论述，以供超限专项审查参考。本工程效果图及剖面图如下：剖面图大成金融商务中心效果图5深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司北京迈达斯技术有限公司

Midas/building2011、Midas/Gen7.8北京金土木软件有限公司

Etabs9.5.6.2设计依据2.1设计规范及标准本项目结构设计主要依据下列国家及地方规范、规程：《工程建设标准强制性条文》《建筑结构可靠度设计统一标准》《建筑结构荷载规范》（2009

年版）GB50068-2001GB50009-2001（2006

年版）GB50007-2002GB50223-2008GB50011-2010GB50010-2010JGJ3-2010《建筑地基基础设计规范》《建筑抗震设防分类标准》《建筑抗震设计规范》《混凝土结构设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《人民防空地下室设计规范》《型钢混凝土组合结构技术规程》《建筑工程设计文件编制深度规定》《钢结构设计规范》GB50038-2005JGJ138-2001（2008

年版）GB50017–20032.2相关文件住房和城乡建设部建质[2010]109

号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》；岩土工程勘查报告由国家林业局昆明勘察设计院于

2011

年

11

月提供，为《昆明呈贡区大成金融商务中心（施工图设计阶段）岩土工程详细勘察报告》及其修改变更通知单；云南省地震工程研究院于2011

年9

月提供《大成金融商务中心工程场地地震安全性评价报告》；2.3云南省地震局“关于大成金融商务中心工程场地地震安全性评价报告的批复”。主要结构计算软件中

国

建

筑

科

学

研

究

院

编

制

的

《

高

层

建

筑

结

构

空

间

有

限

元

分

析

与

设

计

软

件

》SATWE(2011.9)；6深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司3地基基础和场地地震安全性第⑥层粘土平均厚度9.98

米,本层进尺占钻探总进尺的6.2%,为勘探深度范围内的主要地第⑥-2

层粉砂平均厚度2.71

米,本层进尺占钻探总进尺的1.1%,为勘探深度范围内的局部层。3.1工程地质概况出露地层。3.1.1

场地地质条件第⑥-3

层泥炭质土平均厚度3.29

米,本层进尺占钻探总进尺的

0.7%,为勘探深度范围内的局部出露地层。根据国家林业局昆明勘察设计院于

2011

年

11

月提供的《昆明呈贡区大成金融商务中心（施工图设计阶段）岩土工程详细勘察报告》及其修改变更通知单，场地内地层主要有：第⑦层粉砂平均厚度14.69

米,本层进尺占钻探总进尺的4.4%,为勘探深度范围内的主要地层。第①层粉质粘土平均厚度1.37

米,为勘探深度范围内的局部出露地层；第②层含砾粘土平均层底深

12.97

米;各孔揭露累计厚度

7.60～13.90

米,平均厚度11.56

米,本层进尺占钻探总进尺的

16.1%,为勘探深度范围内的主要地层。第⑦-1

层粘土平均厚度

6.56

米,本层进尺占钻探总进尺的

3.1%,为勘探深度范围内的主要地层。第②-1

层粉细砂平均厚度1.35

米,本层进尺占钻探总进尺的0.5%,为勘探深度范围内的局第⑦-2

层泥炭质土平均厚度1.63

米,本层进尺占钻探总进尺的

0.2%,为勘探深度范围内的局部出露地层。部出露地层。第③层粘土(平均厚度14.94

米,本层进尺占钻探总进尺的20.7%,为勘探深度范围内的主要第⑧层残积土平均厚度4.49

米,本层进尺占钻探总进尺的1.3%,为勘探深度范围内的局部出露地层。地层。第③-1

层粉砂平均厚度

3.76

米,本层进尺占钻探总进尺的

5.2%,为勘探深度范围内的主要第⑧-1

层全风化砂泥岩平均厚度

4.59

米,本层进尺占钻探总进尺的

1.4%,为勘探深度范地层。围内的局部出露地层。第③-2

层砾砂平均厚度0.92

米,本层进尺占钻探总进尺的0.3%,为勘探深度范围内的局部第⑧-2

层强风化砂泥岩平均厚度

4.22

米,本层进尺占钻探总进尺的

0.9%,为勘探深度范出露地层。围内的局部出露地层。第③-3

层泥炭质土平均厚度2.36

米,本层进尺占钻探总进尺的3.3%,为勘探深度范围内的3.1.2

地下水文情况主要地层。地下水类型：

勘察场地在勘探深度范围内,地下水属潜水型、弱承压水型孔隙水。第④层粘土平均厚度10.14

米,本层进尺占钻探总进尺的

14.1%,为勘探深度范围内的主要地层。含（隔）水层组：

依据各地层孔隙、裂隙发育程度、物质成分、赋水性等因素，可判定其含（隔）水特征。本场地主要含水层或透水层为第②-1

层粉细砂、第③-1

层粉土夹粉砂、第③-2

层砾砂、第④-1

层粉土夹粉砂、第⑤-2

层粉土夹粉砂、第⑥-2

层粉细砂、第⑦层粉细砂、第⑧层残积土、第⑧-1

层强风化砂泥岩,主要隔水层为第①层粉质粘土、第②层含砾粉质粘土、第③层粘土、第③-3

层泥炭质土、第④层粘土、第④-2

层泥炭质土、第⑤-1

层粘土、第⑤-3

层泥炭质土、第⑥层粘土、第⑥-3

层泥炭质土、第⑦-1

层粘土、第⑦-2

层泥炭质土、第⑧-2

层中风化砂泥岩。第④-1

层粉砂平均厚度0.92

米,本层进尺占钻探总进尺的0.2%,为勘探深度范围内的局部出露地层。第④-2

层泥炭质土平均厚度3.46

米,本层进尺占钻探总进尺的

4.8%,为勘探深度范围内的主要地层。第⑤-1

层粘土平均厚度5.53

米,本层进尺占钻探总进尺的

7.7%,为勘探深度范围内的主要地层。地下水的补给：

场地地下水主要由大气降水、农田灌溉水、附近地表水补给。第⑤-2

层粉砂平均厚度4.96

米,本层进尺占钻探总进尺的

5.8%,为勘探深度范围内的主要地下水的径流：在松散地层中的孔隙水，其径流方式主要是由高水位向低水位呈面状流动。地层。第⑤-3

层泥炭质土平均厚度1.46

米,本层进尺占钻探总进尺的

0.3%,为勘探深度范围内的地下水的排泄主要有两种方式：局部出露地层。7深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司工程场地地震安全性评价报告基本数据及地震影响系数取值如下：a）垂直方向排泄：松散地层中的孔隙水，水量多具季节性，雨季水量大，旱季水量小，存在垂直向上蒸发排泄、以及垂直向下径流排泄两方式。50年

超

越

概

率设计地震动参数b）水平方向排泄：地下水在重力作用下，沿一定水力梯度由高水位向低水位、并且63%0.72782.2510%2.33402.252%4.22842.25往往由高地势向低洼地排泄，本场地地下水在水平方向上由东南向西北方向流动。Amax(m/s2)本场地环境分类属于Ⅱ类环境。本地下水对混凝土的腐蚀等级为微腐蚀，可不采取特殊防护措施。对混凝土中钢筋的腐蚀为微腐蚀。βTg

(sec)0.450.450.503.1.3

地基基础αmax0.1670.5350.970地基基础设计等级为甲级。建筑桩基安全等级为一级。3.1.4

基础选型规范谱同安评谱的比较如下图所示。从图中可以看出：规范谱稍小于安评谱。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）统一培训教材，在小震作用下采用安评谱或者安评谱对应的加速度峰值，中震和大震下的分析采用规范谱或者规范谱对应的加速度峰值。根据地质勘察报告，本工程主楼基础拟采用复合桩基，桩采用人工挖孔灌注桩，桩长约30m，以5-1

粘土层和5-2

粉砂硬质土层为持力层.裙楼基桩为筏板基础，抗浮部位采用长螺旋钻孔灌注桩作为抗拔桩。计算参数及承载力详下表。基桩计算参数表主楼部分复合桩基裙房及地下室部分筏板基础基础类型（长螺旋钻孔灌注桩抗拔）粘土层桩端持力层5-1

粘土层和5-2

粉砂硬质土层采用无梁楼盖结构，人防区板厚

350mm，其他区域

250mm（预定），人防区柱帽处加厚为800mm，非人防区柱帽处加厚为600mm.地下五层~地下三层主要截面地下二层顶板：(1)主梁300mmx800mm,次梁

250mmX600mm

板厚120mm；地下一层顶板

(2)主梁

500mmx1000mm,

次梁300mmX700mm；板厚180mm。地下二层~地下一层主要截面φ1200mm~1300mmφ400mm（扩大头

2500mm）桩径单桩承载力特征值(kN)11000~13000500（抗拔）多遇地震下两者比较筏板厚度2000mm~3000mm

厚1000mm3.2场地地震安全性根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

和安评报告，本项目抗震设防烈度为8

度，设计地震分组为第三组，场地土类型为粉质粘土（含砾粉质粘土、粘土、粉砂、泥炭质土、残积土等），建筑场地类别为II

类；本场地没有砂土液化和软土震陷问题，适宜建设本工程。8深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司4荷载作用及结构材料4.1楼面荷载非承重墙砌体(自重为干容重)及附加恒载位置墙材料自重砌体强度等级

砂浆等级≥MU5

≥M5砌体抗压强度等级墙砌体轻质墙体≤7.0KN/m3≥1.5MPa吊顶(恒):0.60

kN/m2；楼面活荷载一览表活荷载标准值组合值频遇值准永久值系数序系

数系

数类

别号ψcψf(kN/m2)0.5ψq1.不上人屋面上人屋面0.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.50.50.60.50.70.60.50.50.70.70.60.0设防烈度地震下两者比较2.2.03.02.04.02.02.03.54.020.00.40.50.40.70.50.40.30.60.60.53.屋顶花园、露台酒店客房、办公等厨房4.5.6.卫生间7.一般楼梯、走道人流可能密集的楼梯停车库、车道(室内)室外消防车道地下室顶板（有覆土）8.9.10.11.按实际覆土重量12.13.14.15.16.地下室顶板（架空层）空调机房、电梯机房发电机房、水泵房、变配其它设备用房4.07.00.70.90.70.90.70.60.90.90.90.60.50.80.90.80.510.05.0罕遇地震下两者比较商业3.5注：1).活荷载分项系数为1.42).水箱间、设备荷载、地下室顶板花园环境树木等按实际荷载作用。3).室外车道考虑消防车，适用于满载重量为

300kN

的大型车辆。9深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司4).消防车、柴油发电机、冷冻机、电梯机房主机等荷载乘动荷系数

1.2。5).地下室顶板考虑施工荷载

10kN/m2，裙房屋顶考虑施工荷载

4kN/m2。6).地下室外墙考虑室外地面荷载=10(20)kN/m2（行车时按车辆荷载复算）。7).

室外消防车道对双向楼盖的梁应取16kN/m2。8).大商业灵活隔断考虑

1.5kN/m2

荷载。4.2风荷载人工波1人工波2根据《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）2006

年版规定，有关风荷载取值如下：基本风压：变形验算采用按50

年重现期风荷载，基本风压值

Wo=0.30kN/m2承载力验算采用

50

年重现期风荷载的1.1

倍即

Wo=0.33kN/m2地面粗糙度：B

类风荷载体型系数：

1.4风振系数及风压高度变化系数：按《建筑结构荷载规范》(GB

50009-2001)

（2006

年版)规定取值。人工波3人工波拟合谱同安评谱及规范谱比较人工场地波4.3地震作用根据《建筑抗震设计规范》（GBJ5011-2010），地震作用采用以下参数进行计算：抗震设防烈度为8

度。设计基本地震加速度值为

0.20g，特征周期值0.45s。建筑场地类别为Ⅱ类场地，设计地震分组为第三组。采用《建筑抗震设计规范》规定的水平地震影响系数曲线，结构阻尼比：天然波1

主方向天然波1

次方向多遇地震：0.05；罕遇地震：0.05多遇地震下（小震），水平地震影响系数最大值为

0.16（安评为

0.167）；设防地震下（中震），水平地震影响系数最大值为

0.45（安评为0.535）；罕遇地震下（大震），水平地震影响系数最大值为

0.90（安评为

0.970）。计算地震作用时采用的重力荷载代表值包括

100%恒载及50%活载。采用振型分解反应谱法计算地震作用，采用振型数量保证质量参与系数达到

90%以上。用于本工程的时程波曲线包括三条安评单位提供的地面人工波，以及另外五条天然波，时程曲线图如下所示。从时程波傅立叶变换谱同规范反应谱以及安评反应谱对比可以看出，所选天然波以及人工波满足规范要求。天然波1

竖向天然波1

拟合谱同安评谱及规范谱比较安评天然波

110深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司天然波2

主方向天然波2

次方向天然波4

主方向天然波4

次方向天然波2

竖向天然波2

拟合谱同安评谱及规范谱比较天然波4

竖向天然波4

拟合谱同安评谱及规范谱比较安评天然波2安评天然波

4天然波3

主方向天然波3

次方向天然波5

主方向天然波5

次方向天然波3

竖向天然波3

拟合谱同安评谱及规范谱比较天然波5

竖向天然波5

拟合谱同安评谱及规范谱比较安评天然波3安评天然波

511深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司4.4混凝土抗拉、抗压和抗弯fy/f端面承压(刨平顶紧)fce钢

材厚度或直径(mm)抗fv剪牌

号结构构件所选用混凝土将不低于C30，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)，

混凝16235/215225/205215/200205/190345/310325/295295/265275/250345/315345/315335/305325/295390/350370/335350/315330/295390/350390/350380/342370/333125120115110180170155145180180175170205190180170202202197192325325325325400400400400420420420420415415415415417417417417>16～40>40～60>60～10016土材料特性参数如下：Q235

钢标准值

(N/mm2)设计值

(N/mm2)弹性模量Ec

(N/mm2)强度等级fckftkfcftC30C35C40C45C50C6020.123.426.829.632.438.52.012.202.392.512.642.8514.316.719.121.123.127.51.431.571.711.801.892.043.00

x

1043.15

x

1043.25

x

1043.35

x

1043.45

x

1043.60

x

104>16～35>35～50>50～10016Q345

钢Q345GJ

钢*Q390

钢>16～35>35～50>50～10016素混凝土密度：23kN/m3；钢筋混凝土密度：25kN/m3。>16～35>35～50>50～10016设计耐久年限为100

年的结构，混凝土中最大氯离子含量为

0.06％。当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为

3.0kg/m3。地下结构及水箱根据埋置深度选用设计抗渗等级为P6～P10

的防水混凝土。>16～35>35～50>50～100Q390GJ

钢**4.5钢筋型钢钢号：所有热轧型钢按GB/T

11263-2005钢筋材料应符合GB1499

及GB50010

的相关规定钢筋的使用应符合符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的要求。钢筋密度：78.5

kN/m3*强度参数按

《钢骨混凝土结构技术规程》(YB9082-2006)**

抗拉按《建筑结构用钢板》(GB/T

19879-2005)直径(mm)标准值fyk

(N/mm2

)设计值f

/f

’(N/mm2)弹性模量Es(N/mm2)钢筋种类符号yyHPB300HRB335HRB4006～226～506～50300335400270

/

2702.1x1052.0x1052.0x105300

/

300360

/

360HRB5006～50500435/4102.0x1054.6钢材结构用钢材设计值参数按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)取值如下：钢材强度设计值(N/mm2)抗拉、抗压和抗弯端面承压(刨平顶紧)fce钢

材厚度或直径(mm)抗fv剪牌

号fy/f12深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司6结构超限情况及抗震目标5结构布置6.1基本情况5.1结构体系5.1.1

概述项目大成金融商务中心A\B

栋：钢筋混凝土框架核心筒结构裙房：钢筋混凝土框架8本项目中南面的A

座塔楼地面以上高199.7

米，属于超B

级高度超高层建筑；北面的B

座塔楼地面以上高141.9

米属于超

B

级高度超高层建筑；裙房五层，高度

25.4

米；地下室五层。结构类型设防烈度5.1.2

塔楼抗侧力体系A、B

栋都采用钢筋混凝土框架核心筒结构，其中

A

栋由于较高在下部部分楼层采用型钢混凝土柱，另由于建筑立面需要，A

栋中上部楼层部分外框柱采用斜柱。裙房采用钢筋混凝土框架结构。如前面所述，A、B

栋以及裙房通过两条抗震缝分为三个独立的单体，抗震缝从裙房顶部一直向下延伸到嵌固层。A

栋：框架特一级/剪力墙特一级B

栋：框架一级/剪力墙特一级裙房：框架一级抗震等级5.1.3

楼面体系建筑结构抗震设防类别安全等级A

栋为丙类、B

栋为丙类、裙房为丙类二级楼板体系的确定是与建筑的整体结构体系、平面功能布置、机电要求，尤其与层高、净高要求密切相关，结合本工程的特点，楼面体系采用钢筋混凝土现浇梁/板体系。6.2超限情况混凝土楼板的厚度为：嵌固层楼板（结构嵌固层）–180~200

毫米根据结构平面布置及程序分析结果，本工程的超限情况详见下表：楼板面大开洞周边楼板、核心筒内楼板–为150

毫米。地下室无梁楼盖楼板–250~350

毫米A

栋超限情况：序号超限类型超高涵义塔楼超限判断其他部位–120~150

毫米，其中核心筒收进层上下各一层相应部位楼板厚为

150

毫米.18

度区B

级高度限值为140

米超

B（高度

199.7

米）5.2嵌固层以下本报告中的层以计算模型中的层数描述为准。计算分析表明，地下一层的楼层侧向刚度大于一层楼层侧向刚度的2

倍（《高规》5.3.7

条），具备了作为嵌固层的必要条件。首层结构采用梁板体系，板厚为

180mm，且楼板无大开洞存在。序号不规则类型扭转不规则涵义塔楼超限判断扭转位移比

1.50>

1.2在设计中已考虑地下一层竖向构件截面设计符合《抗震规范》6.1

节要求，按框架柱特一级（B

栋为一级），剪力墙特一级设计，在施工图设计阶段，我们还将考虑：（超过

1.4

的楼层都满足本层层间位移角小于规范限值

40%）2考虑偶然偏心的扭转位移比大于

1.2地下一层柱每侧纵向钢筋面积，不小于相应首层柱每侧纵向钢筋面积的

1.1

倍。首层板双层双向配筋，配筋率不小于

0.25%。有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高34楼板不连续其他不规则二层楼面存在大开洞存在斜柱由此可以判定：首层可以作为上部建筑结构的嵌固层。如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个边构件错层或转换13深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司B

栋超限情况：性能水准

1：指结构在地震后完好、无损伤，一般不需修理即可继续使用，人们不会因结构损伤造成伤害，可安全出入和使用。序号超限类型涵义塔楼超限判断性能水准

3：地震后结构的薄弱部位和重要部位的构件轻微损坏，出现轻微裂缝，其他部位有部分选定的具有延性的构件发生中等损坏，出现明显的裂缝，进入屈服阶段，一般修理后可继续使用。1超高8

度区

B

级高度限值为140

米超

B（高度

141.7

米）性能水准

4：结构在地震下发生中等的破坏，

多数构件轻微损坏，出现轻微裂缝，部分构件中等损坏，进入屈服，有明显的裂缝，需要采取安全措施，人们不能安全出入；经修复或加固后才可继续使用。序号不规则类型涵义塔楼超限判断23扭转不规则楼板不连续考虑偶然偏心的扭转位移比大于

1.2扭转位移比

1.38>1.2抗震设计要求及性能目标有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高花园上空楼层存在楼板大开洞地震烈度（重现周期）规范抗震概念性能等级1＝多遇地震（T=50

年）小震不坏2＝设防烈度（T=475

年）中震可修3＝罕遇烈度（T=2475

年）大震不倒裙房超限情况：充分运行A

栋：1/616B

栋：1/800裙房：1/550基本运行生命安全序号不规则类型涵义塔楼超限判断A、B

栋：1/100裙房：1/50允许层间位移-------------123扭转不规则楼板不连续构件间断考虑偶然偏心的扭转位移比大于

1.2扭转位移比

1.44>

1.2最小楼板有宽度为

45%局部框架柱转换抗弯不屈服抗剪不屈服允许抗弯屈服抗剪不屈服抗弯中震不屈服抗剪弹性部分屈服控制塑性变形部分屈服有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高底部加强区核心筒外墙底部加强区核心筒内部墙肢塔楼外框柱弹性弹性弹性弹性弹性上下墙、柱支撑不连续，含加强层、连体类控制塑性变形部分屈服根据超限情况详细分析表可知

A

栋、B

栋以及裙房均属超限高层建筑结构，应进行超限高层控制塑性变形部分屈服抗震专项审查，但都不属于严重不规则建筑。6.3抗震目标裙房钢筋混凝土框架柱中震不屈服控制塑性变形部分屈服本项目的抗震设计在满足国家、地方规范外，将根据性能化抗震设计的概念进行设计。裙房大跨度梁和长悬臂梁以及型钢混凝土柱抗弯中震不屈服抗剪弹性本工程房屋高度为超B

级高度，不规则性超过适用范围较少，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010），进行抗震性能评估时，其性能目标可定为性能

C。控制塑性变形允许大部分进入塑性进行耗能性能目标C

是指小震下满足结构抗震性能水准

1

的要求，中震下满足性能水准

3

的要求，大震下满足性能水准

4

的要求。连梁弹性弹性允许部分屈服部分屈服其他（梁，普通剪力墙）允许进入塑性14深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7主要分析结果楼板主要整体计算方法程序弹性不屈服允许进入塑性弹性反应谱弹性时程弹性反应谱弹性时程7.1计算分析程序动力弹塑性时程分析分别使用MIDAS--Building2011

及SATWE（2011

年

09

月版）两种三维空间结构分析程序进SATWE/MIDASMidas/EtabsMIDAS行计算比较，按振型分解反谱法进行抗震计算，模型主要输入参数详见下表：输入参数A

栋、框架核心筒（复杂高层结构）结构类型B

栋：框架核心筒裙房：框架结构嵌固位置首层楼面处地震计算信息单向/双向/偏心模拟施工加载3竖向荷载计算信息（荷载与刚度分层形成）地震、风力夹角振型组合数振型组合方法设防烈度0°/90°振型参与系数大于90%考虑扭转耦联8多遇地震根据安评报告取值设计地震加速度设防烈度地震以及罕遇地震根据规范取值场地土类别周期折减系数设计地震分组连梁刚度折减中梁放大系数0.2Q

调整Ⅱ类A

栋0.80，B

栋0.9，裙房0.75第三组0.82.0是A

栋：剪力墙特一级/框架特一级结构抗震等级B/栋：剪力墙特一级

框架一级裙房：框架一级修正后的基本风压（KN/m2）地面粗糙类别0.30B风荷载体型系数1.415深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2裙房计算结果7.2.1

简图裙房模型透视图及典型层平面如下：裙房三层透视图裙房模型图裙房四层透视图裙房二层透视图16深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司1/9999（satwe

最小只能显示

1/9999

的层间位移角，因此该值不是真实的层间位移角）X

向风Y

向风1/294981/29570风荷载作用1/9999（satwe

最小只能显示

1/9999

的层间位移角，因此该值不是真实的层间位移角）X

向地震Y

向地震1/

7661/

6111/7901/637地震作用裙房五层透视图在风荷载及地震作用下，各楼层层间位移角如图所示：7.2.2

模型分析结果7.2.2.1

裙房周期SATWEMIDAS扭转系数

周期（秒）

平动系数(X+Y)项目周期（秒）0.83740.73150.67390.27180.254平动系数(X+Y)0.95

(0.00+0.94)1.00

(1.00+0.00)0.15

(0.09+0.06)0.99

(0.00+0.98)0.77

(0.76+0.01)0.28

(0.25+0.02)0.02

(0.02+0.00)0.42

(0.38+0.04)0.96

(0.00+0.96)96.36%T1T2T3T4T5T6T7T8T90.0500.80350.69610.64480.30420.30230.30150.30120.26650.2659X0.91(0.00+0.91)1.00(0.99+0.01)0.09(0.02+0.07)0.01(0.01+0.00)0.64(0.64+0.00)0.20(0.20+0.00)0.53(0.53+0.00)0.12(0.05+0.07)0.14(0.01+0.13)95.94%0.850.010.230.720.980.580.040.24030.18610.17250.1601X质量参与系数93.48%Y96.73%YTt/T10.805<0.900.802<0.907.2.2.2

层间位移角SATWE

计算分析结果与

MIDAS

计算分析结果裙房--风荷载作用下层间位移角裙房—最大层间位移角汇总表层位移角(层数)项目SATWEMIDAS17深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司裙房--地震作用下楼层剪力比较裙房--地震作用下层间位移角由上述图表可知，SATWE

和MADIS

Building

两种计算软件的计算结果基本一致。7.2.2.3

楼层剪力及地震作用下剪重比计算结果表明两个程序的计算结果吻合。首层地震剪力及剪重比表裙房项目SATWE28417.58233330.6527008.3511.73MIDAS28423.21635626.5928379.6312.78总质量

Wt

(t)X

方向Y

方向X

方向Y

方向X

向总剪力

Q0(kN)Q0

/

Wt

(%)9.5010.18800.41069.4裙房—风荷载作用下楼层剪力比较风作用下底层剪力（kN）Y

向638.4989.518深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2.2.5

轴压比柱、墙的最大轴压比详见下表：首层轴压比汇总表塔楼号项目裙房柱墙计算最大轴压比规范限值判断0.580.65满足————————————由上表可知柱、墙轴压比均小于控制轴压比，塔楼首层竖向构件轴压比详见下图。裙房—剪重比比较本结构底部剪力能满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

5.2.5

条的要求，由周期、层间位移角、楼层剪力的对比可知，SATWE

和MADIS

两种计算软件的计算结果基本一致。证明两种软件的分析都是可靠的，因此下面的指标将只取其中一种软件的计算结果。7.2.2.4

楼层侧向刚度及刚度比根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第

3.5.2

条：“对框架结构，楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移角之比，且本层与相邻上部楼层侧向刚度的比值不宜小于

70%，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于

0.8”。各楼层的刚度比如下图所示，可见该楼不存在薄弱层。裙房层刚度比曲线19深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2.2.6

位移比在考虑偶然偏心和双向地震影响下，楼层竖向构件的最大层间位移与该楼层相应平均层间位移的比值均满足规范不超过1.5

的要求：方向X

向Y

向最大

/

平均1.441.24层间位移角1/

9071/

642规范限值所在楼层不大于

1.5L4不大于

1.5L27.2.2.7

倾覆力矩结构底层倾覆力矩如下表：结构底层倾覆力矩汇总表裙房—风作用下楼层弯矩裙房项目方向SATWE7.2.2.8

倾覆验算地震作用总倾覆力矩（kN.m）X

向Y

向X

向Y

向592454.88489308.9112941.7裙房倾覆验算抗倾覆力矩Mr

(KN.m)倾覆力矩

Mov(KN.m)比值项目X

向风荷载风荷载作用总倾覆力矩（kN.m）Mr/Mov10601.69111242.011513305.08703032.010997475.014140.311278.2590601.9478858.1644.351020.8414.74Y

向风荷载X

向地震Y

向地震SATWE22.977.2.2.9

整体稳定验算与P-Δ效应裙房SATWEMIDASEjd/GH2=83.50

满足要求Ejd/GH2=

62.16

满足要求

Ejd/GH2=

70.54

满足要求X

向刚重比稳定性Ejd/GH2=79.85

满足要求Y

向刚重比验算是否考虑重力二阶效应否否结构两个方向的刚重比均大于

10，满足《建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）5.4.4条规定的结构整体稳定10

的限值规定，且结构刚重比Di/Gihi

大于20，因此可不考虑重力二阶效应。裙房--地震作用下楼层弯矩20深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2.3

弹性时程分析7.2.3.1

概述及分析结果本建筑为复杂建筑结构，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)5.1.4

条规定,应采用弹性时程分析法进行补充分析。采用中国建筑科学研究院编制的结构分析程序

SATWE

进行计算，建立分层模型，将各楼层的质量集中于楼层处，形成弹性多质点体系，然后输入地震波（数字化地震地面运动加速度）进行时程分析，可得结构各点的位移、速度和加速度反应，由位移反应计算结构内力。输入7

条地震波，由安评提供，2

条为场地人工波（人工波

1

和人工波

2），另

5

条为安评天然波（天然波

1、天然波2、天然波

3、天然波4

和天然波5），按8

度地震，Ⅱ类场地多遇地震进行弹性时程分析。裙房--时程与反应谱分析结果对比表作用工况时程波主方向为0

度方向时程波主方向为90

度方向时程基时程基平均值/平均值/底剪力/反应谱基底剪力

0.65--底剪力/反应谱基底剪力

0.65--基底剪力反应谱基底剪力0.8基底剪力反应谱基底剪力0.8(kN)(kN)反应谱

33330.65人工波

1

29261----27008.3528320.521913.927161.322018.833919.633450.117622.526343.814----最大层间位移角满足满足人工波

2

31586.6天然波

1

21942.5天然波

2

27396.9天然波

3

41579.7天然波

4

35664.3天然波

5

34182.4平均值

31659.057满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足--满足----满足--满足裙房各楼层层间位移角图、最大剪力图、最大弯矩图见下图：最大楼层剪力21深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司1000mmx1600mmSRC

柱中震验算最大楼层弯矩7.2.3.2

结论中震抗弯不屈服验算（1）每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型分解反应谱法的

65%，七条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法的

80%，地震波的选择满足规范要求。（2）无论

X

向还是Y

向，七条时程波的基底剪力平均值都小于反应谱计算的基底剪力，因此施工图设计中将根据反应谱结果进行设计。7.2.4

中震弹性验算7.2.4.1

型钢混凝土柱以及钢筋混凝土柱验算对于型钢混凝土柱进行了中震作用下，抗弯不屈服验算以及抗剪弹性验算；对裙房主要钢筋混凝土柱进行了中震作用下抗弯不屈服验算以及抗剪不屈服验算。验算结果如下图所示，其中

X

轴为弯矩（单位N.m）、Y

轴为轴力，轴压力为正，轴拉力为负（单位

N）。从验算结果可以看出，型钢混凝土柱以及钢筋混凝土柱满足设定的中震下抗震性能目标。中震抗剪弹性验算（沿柱长边方向剪力验算）22深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司中震抗剪弹性验算（沿柱短边方向剪力验算）中震抗剪弹性验算（沿柱长边方向剪力验算）1000mmx1500mmSRC

柱中震验算中震抗剪弹性验算（沿柱短边方向剪力验算）800mmx1500mmSRC

柱中震验算中震抗弯不屈服验算23深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司750mmx1600mmSRC

柱中震验算中震抗弯不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪弹性验算（沿柱长边方向剪力验算）中震抗剪弹性验算（沿柱长边方向剪力验算）中震抗剪弹性验算（沿柱短边方向剪力验算）24深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司中震抗剪弹性验算（沿柱短边方向剪力验算）中震抗剪不屈服验算1200mmx1200mm

柱中震验算中震抗剪不屈服验算1000mmx1000mm

钢筋混凝土柱中震验算中震抗弯不屈服验算25深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司1400X900mm

钢筋混凝土柱中震验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪不屈服验算中震抗剪不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪不屈服验算（沿柱长边方向剪力验算）26深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司中震抗剪不屈服验算（沿柱短边方向剪力验算）中震抗剪不屈服验算900X900mm

钢筋混凝土柱中震验算中震抗剪不屈服验算7.2.4.1

大跨度和长悬臂梁验算中震抗弯不屈服验算对于大跨度和长悬臂梁进行了中震作用下，抗弯不屈服验算以及抗剪弹性验算，验算结果如下图所示，其中

X轴为弯矩（单位

N.m）、Y轴为轴力，轴压力为正，轴拉力为负（单位N）。从验算结果可以看出，大跨度和长悬臂梁满足设定的中震下抗震性能目标。27深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司800mmx1200mm

梁中震不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪弹性验算600mmx1000mm

梁中震不屈服验算中震抗剪弹性验算中震抗弯不屈服验算600mmx1200mm

梁中震不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪弹性验算28深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司600mmx1300mm

梁中震不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪弹性验算400mmx1200mm

钢筋混凝土柱中震不屈服验算中震抗剪弹性验算中震抗弯不屈服验算600mmX1500mm

梁中震不屈服验算中震抗弯不屈服验算中震抗剪弹性验算29深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2.5

楼板分析7.2.5.1

概述平面楼板开大洞，楼板不连续，楼层楼板受力复杂。针对这些情况，需要进行弹性楼板分析，以确保楼板在中震作用下保持不屈服状态。7.2.5.2

分析模型与参数采用软件Etabs

进行弹性楼板分析，分析时采用弹性板（同时考虑楼板平面内和平面外刚度）来模拟弹性楼板，中震反应谱

Y

向作用下，裙房

L1

层楼板应力

S11中震反应谱

X

向作用下，裙房

L1

层楼板应力

S11中震反应谱

Y

向作用下，裙房

L1

层楼板应力

S22中震反应谱

X

向作用下，裙房

L1

层楼板应力

S2230深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司中震反应谱

X

向作用下，裙房

L3

层楼板应力

S11中震反应谱

Y

向作用下，裙房

L3

层楼板应力

S11中震反应谱

X

向作用下，裙房

L3

层楼板应力

S22中震反应谱

Y

向作用下，裙房

L3

层楼板应力

S227.2.5.3

结论从上面图中可以看出：在设防烈度地震作用下，绝大部分区域楼板面内拉应力均小于

C35混凝土抗拉强度标准值（ftk=2.20Mpa）。这主要是由于除了L1

和

L3

外，结构其它层楼板都较为完整，整体性较好。由分析结果可知现有板厚及配筋能满足规范要求。31深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司7.2.6

罕遇地震作下非线性地震反应分析与抗震性能评价（2）

结构构件的模拟1

梁柱本部分内容利用软件MIDASBuilding

验算结构在罕遇地震作用下的结构抗震性能，考察其是MIDAS

Building的非线性梁柱单元使用了准确性较高的柔度法，可以使用较少的单元得到准确的结果。本报告对混凝土梁柱构件采用修正武田三折线滞回模型，如下图所示，当初次加载时沿着三折线骨架曲线移动，卸载刚度使用弹性刚度，随着荷载的加大强度也加大，因此可以用于模拟钢材的包辛格效应(Bauschinger

effect)。对正向和负向可定义不同的屈服后的刚度折减系数(随动硬化模型的正向和负向的刚度折减系数相同)。适用于梁、柱、支撑构件。否能够满足结构抗震性能目标。7.2.6.1

方法、步骤与参考文献为达到在罕遇地震作用下防倒塌的抗震设计目标，本节采用以抗震性能为基准的设计思想和以位移为基准的抗震设计方法。基于性能化的抗震设计方法是使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡，强调实施性能目标的深入分析和论证，具体来说就是通过复杂的非线性分析软件对结构进行分析，通过对各结构构件进行充分的研究以及对结构的整体性能的研究，得到结构系统在地震下的反应，以证明结构可以达到预定的性能目标。结构丧失稳定以致倒塌一般是由于重力作用在有过大侧向变形后结构的几何状态所引起的，这种效应被广泛称作“P-”效应。因此，达到防倒塌设计目标的中心思想是限制结构的最大总弹塑性变形在规定的限值以内。根据中国建筑抗震设计规范（GB50011-2010），取弹塑性最大层间位移角限值为1/50。限制结构的最大弹塑性层间位移角还不足以保证达到防倒塌的抗震设计目的。以结构构件的弹塑性变形和强度退化来衡量的构件的破坏也必须被限制在可接受的限值以内，以保证结构构件在地震过程中仍有能力承受竖向地震力和重力以及保证地震结束后结构仍有能力承受作用在结构上的重力荷载。修正武田三折线滞回模型（3）质量结构的总质量及其分布与结构的重力荷载代表值对应。结构塔楼结构非线性分析模型的总质量约为2.84

万吨。总质量与SATWE

模型中总质量一致。7.2.6.2

结构非线性地震反应分析模型（1）整体结构模型（4）阻尼为进行结构的非线性地震反应分析，本节建立了结构的三维非线性结构整体分析模型，如下图所示。该模型与弹性分析的SATWE

模型一一对应，结构整体模型从结构嵌固层开始大震时阻尼按GB50011

–2010

所建议的阻尼比值取为

5%。（5）自振周期与振型在为确保MIDASBuilding

非线性结构模型在构件进入弹塑性阶段工作之前，该模型动力特性与弹性的SATWE

模型相一致，采用了MIDAS

Building

求解特征值的功能得到了模型小变形、小应变的周期和振型。在求解特征值的分析中，构件的刚度值取其初始的弹性刚度。（6）地震输入本报告采用安评报告提供的一条地面设计谱人工波加速度时程记录（第一条人工波时程曲线）、两组地面设计谱加速度时程记录（第2

条天然波和第3

条天然波），阻尼比

0.05。7.2.6.3

非线性动力时程分析非线性动力时程分析是进行结构非线性地震反应分析最完善的方法。这种动力分析方法除去了非线性静力推覆分析方法的局限性，可以准确体现高振型的影响,也能够正确地自动地对多向地震输入的效应进行迭加组合。三维非线性地震反应分析模型32深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司在分析中，重力荷载的施加与地震波的输入将分两步进行。第一步，施加重力荷载的代表值。第二步，施加地震作用，地震加速度时程作用在地面节点上，沿整体坐标系

X

或Y

方向。在时程分析中，主方向与次方向的峰值加速度的比值为

1.0

:0.85。7.2.6.4

结构动力弹塑性时程结果-结构层间位移角曲线及整体抗震性能评价下图

a

、a

给出了结构在一组人工波和两组天然波作用下

X、Y

方向的最大层间位移角曲线。12以人工波为例，b

、b

给出了结构在X、Y

方向的基底剪力，c

、c

给出了结构在

X、Y

方向1212的顶点位移的时程曲线。最大水平相对位移值以及最大基底剪力值小结下表中。分别输入沿

X

方向为主的地震波后，结构最大层间位移角分别为

1/231、1/140

和1/149（人工波、天然波

2、天然波3），平均值为

1/165，均小于1/50

限值。分别输入沿

Y

方向为主的地震波后，结构最大层间位移角分别为

1/152、1/113

和1/164（人工波、天然波

2、天然波3），平局值为

1/139，均小于

1/50

限值。b1.X

向

各楼层最大剪力分布曲线b2.Y

向

各楼层最大剪力分布曲线a1.X

方向最大层间位移角a2.Y

方向最大层间位移角c1.X

向

各楼层最大倾覆弯矩分布曲线c2.Y

向

各楼层最大倾覆弯矩分布曲线33深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司基底剪力和倾覆力矩汇总具有典型代表的人工波的基底剪力时程曲线、基底倾覆力矩时程曲线以及顶点位移时程曲线如下图所示：X

向最大基底倾覆

Y

向最大基底倾覆X

向最大基底剪力

Y

向最大基底剪力地震记录力矩力矩及剪重比及剪重比78193KN剪重比28.5%111117

KN剪重比40.5%99043KN剪重比36.1%96118

KN剪重比35.2%88210KN剪重比32.1%104162KN剪重比37.9%73992KN剪重比26.9%88788KN剪重比32.3%人工波天然波

2天然波

3平均值1314894KN.m1871971KN.m1894977KN.m1693947KN.m1385793KN.m1985974KN.m1422209KN.m1597992KN.m7.2.6.5

结构动力弹塑性时程结果-结构构件抗震性能评价为了了解该结构在大震作用下由弹性到屈服以及屈服后阶段的全过程的行为；判断该结构在大震作用下是否存在可能的薄弱区，其薄弱程度如何，本报告进一步阐述如下：基底剪力时程曲线（X

方向）基底剪力时程曲线（Y

方向）（1）连梁、框架梁、框架柱的塑性铰发展过程及最终塑性分布情况结构在以人工波的作用下，框架梁、框架柱的塑性铰发展过程如下图所示。从塑性铰发展过程图中可以看出：在4.0s

之前框架梁、框架柱基本没有进入第

2

阶段的塑性铰，在4.0s~16.0s（时程波第一个波峰）之间框架梁大量出现第

2

阶段塑性铰，而框架柱仍然极少出现第

2

阶段塑性铰，在16.0s

之后，塑性铰的数量及发展深度变化都不大。可见无论是在在以X

向为主的人工波作用下还是在以

Y

向为主的人工波作用下，框架梁较大部分进入了第二阶段塑性铰状态，但基本没有进入第

3

阶段的塑性铰，说明没有框架梁发生完全破坏。框架柱仅出现少量的第2

阶段塑性铰，且主要分布