高层框架剪力墙设计说明

第四章结构设计一、 工程概况本工程为真如城市副中心启动区A3〜A6地块之一的A5地块工程，工程的建设基地范围:曹杨路东、铜川路北、规划路西、礼泉路南。建筑主要功能为商业、办公、酒店、相关配套设施（含轨道交通出入口）、文化设施。部分地下三层兼为人防地下室，由建设方委托专项设计公司进行人防部分设计。地下室概况除11#地铁50米保护范围内地下室、以及5#楼和6#楼地下室为二层、东侧公共通道处局部为地下二层外，其余地下室为三层，地下一层地下二层为商业，地下三层为车库。B1层设有大型的下沉式广场与露天的地下步行街。地下室南北向长度约280米，东西向长度约190米。地上主要建筑物为6幢高层塔楼，1幢4层的沿街多层商业建筑，地上建筑物共用一个大地盘地下室。建设开发分期进行。本次初步设计范围为5#公寓式办公楼、6#公寓式办公楼以及部分外扩的地下建筑。（塔楼外边线至地下室外墙或地下室临时墙之间的范围）二、 设计依据主体结构设计使用年限：50年。自然条件：1） 基本风压上海市五十年一遇基本风压0.55kN/m2；—百年一遇基本风压0.60kN/m2；2） 基本雪压上海市五十年一遇基本雪压0.20kN/m2:一百年一遇基本雪压0.25kN/m2；3）抗震设防烈度抗震设防烈度7度；建设单位提出的与结构有关的符合有关标准、法规的书面要求;

批准的方案阶段的设计文件；结构设计所遵循的主要标准、规范、规程:1）国家及行业标准《建筑结构可靠度设计统一标准》《建筑抗震设防分类标准》《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《建筑抗震设计规范》《建筑地基基础设计规范》《人民防空地下室设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《建筑地基处理技术规范》《建筑桩基技术规范》(GB50068-2001)；(GB50223-2008)；(GB50068-2001)；(GB50223-2008)；(GB50009-2001)2006年版;(GB50010-2002)；(GB50011-2001)2008年版;(GB50007-2002)；(GB50038-2005)；(JGJ3-2002)；(JGJ79-2002)；(JGJ94-2008)；(JGJ6-99)；《地下工程防水技术规范》(JB50108-2008)；《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部分）2002版;《建筑工程设计文件编制深度的规定》（建质［20083216号）；2）上海市地方标准《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2003)《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2003)；《地基基础设计规范》 （DGJ08-11-1999）；《钢筋混凝土高层建筑筒体结构设计规程》（DGJ08-31-2001）；6•建设单位提供的《上海市普陀真如副中心A3〜A6地块发展项目之A3〜A6地块（初勘）》地勘报告，工程编号:2008-G-038-3o三、建筑分类等级建筑结构安全等级二级；地基基础（包括桩基）设计等级甲级；建筑抗震设防类别5、6#楼为丙类建筑;钢筋混凝土结构抗震等级5、6#楼框架与剪力墙均为二级；地下室防水等级见建筑设计说明；建筑防火分类等级和耐火等级见建筑设计说明。混凝土结构的环境类别：室内正常环境为一级；室内潮湿环境、露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境属于二a类。四、主要荷载（作用）取值1.楼（屋）面活荷载、牛寸殊设备何载卧室、客厅：2.0KN/M2厨房：2.0KN/M2卫生间：2.0KN/M2门厅、电梯由室：2.0KN/M2阳台：2.5KN/M2商业用房：3.5KN/M2设备用房7.0KN/M2电梯机房7.0KN/M2疏散楼梯3.5KN/M2上人屋面2.0KN/M2不上人屋面0.5KN/M2绿化活载3.0KN/M2地面消防车道20或35KN/M2风荷载W=0.55kN/m2,地面粗糙度C类；0雪荷载S=0.20kN/m2；0地震作用设计基本地震加速度0.lg,设计地震分组第一组，场地类别IV类（Tg=0.9s）；地下室水浮力抗浮承载力验算时，取地下水水位距地面0.5m；抗压承载力验算取地下水水位距地面2.0mo五、上部及地下室结构设计结构缝的设置塔楼与周边的地下室整体相连，不设置永久的沉降缝。地下室结构选型及结构布置说明5#楼楼宇东西方向长49.62米，南北方向长20.41米，高度99.95米。楼宇的长宽比为2.43、高宽比为4.39o结构为现浇钢筋混凝土框架-剪力墙体系。上部结构平面基本规则，除电梯孔外，局部楼层因建筑布局有局部孔洞，将采取板厚加厚和配筋加大方式予以加强。地下二层〜地上三层为剪力墙底部加强区层，高度为22.75米。现浇钢筋混凝土梁、板、柱、墙。底层以下塔楼区域剪力墙厚度为500mm。底层楼板厚130mm,二层楼板厚120mm,三层楼板厚120mm,屋顶层楼板厚130mm,其它各层楼板厚100^120mmo地下二层顶盖作为上部结构的嵌固部位，其楼板厚取180mm。6#楼结构为现浇混凝土框架剪力墙体系。上部结构平面不规则，东西方向长约33米，南北方向长为约34米。平面内有开大孔洞情况，将采取板厚加厚和配筋加大方式予以加强。地下二层~地上三层为剪力墙底部加强区层，其中地面首层以下塔楼区域剪力墙厚度500mmo一层楼板厚130mm,二层楼板厚120mm,三层楼板厚120mm,屋顶层楼板厚130mm,其它各层楼板厚100^120mmo地下二层顶盖作为上部结构的嵌固部位，其楼板厚180mm。外扩地下室外扩地下室采用典型的框架结构体系，地面首层板厚200,地下一层180,地下二层板厚900。临时挡土墙采用直径950mni排桩，与后期地下室连通时凿去。.关键技术问题的解决方法1、 地下室的下沉广场与地下步行街区域将考虑温度作用产生的影响，首层结构楼板将考虑抵抗侧向力荷载。2、 6#地下公共通道挡土墙水压推力的传递通过抗侧力结构的布置来实现。外扩地下室的抗浮措施;外扩地下室将采用筏板加抗拔桩的基础形式。施工特殊要求及其他需要说明的内容。施工中应考虑设置临时支撑系统，以保证后期临时结构凿除不影响主体结构受力。六、地基基础设计工程地质和水文概况根据本工程岩土地质初步勘察报告：地形地貌拟建场地地势较为平坦，地面标高(吴淞高程)一般在2.80.47m之间。地貌形态单一，属滨海平原地貌类型。地基土的构成与特征经勘察揭露，地基土在150.35m深度范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系河口〜滨海、浅海相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂性土组成。按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，可划分为15个主要层次，各土层层厚与主要物理力学指标见表1：表1各土层层厚与主要物理力学指标表:土赵号(m)(-ft)(m)(-fli(KN/m3)SWEs(URa)rtfirC附tJAfiiPs(UPa)栋UM団O.H.00*4.5C'ski0.40*4J01.96--1.30©林电土0.60^2.JO1.2&--C.J619.41/.022.01.07赫黠般土卿琲」1亦5J00.0&^-5.3017.711.02J,50.82U17(K8.3011.02'6.S14.012』0.50⑤T0.605.40-8.74^-15.04J7.316.014.00.772,90-19.60-11.64*-33.26H8,217.019.51.06⑤：粉5.0-28.60-20.B4--40.22电225』0J2.56J628.2©1004.70-24.74^-30.5415.0斗17.02.622.60-6,90-25.^-32.24乌方40.02.031,010.18加12.60-6.90-31.14~-3B.41'8.555.00J0.016.2444.1◎5.40-1190-42,90^-48.44览210.023.018.51.758.0⑧26.1019.bD-52-29^-63.801^.62D.D19.022.04.9?27.6◎2.70-14.40-6276--69JO'9.060.0032,511.71>50◎■19.50-26.00-S6.72--91.88'9.880.0032.523.60>50⑩土2,00-1220-90.41^-101.15J9.632.D36.022.0⑪.4.5(h&rJD-91®*-100.7619,65tW>50⑪？4.90-5.90-105.55--106.95'9.465..Q0J1.5>50⑫禹加斗50-109^-111.45J9.628.D53.018.54,50-120-115”9討-117.苗7Q.0>50⑭5,亦倔-122.15--122.76'9.529』57.018.5純辛'1270.00引.5>50地下水类型与地下水及土、水腐蚀性分析地下水类型主要为松散岩类孔隙水。孔隙水按水理特征可划分为潜水含水层、承压含水层。拟建场地地下水和土对混凝土无腐蚀性；地下水对钢结构有弱腐蚀性；在长期浸水环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。场地地震效应、液化判断、抗震地段划分场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.lg,所属的设计分组为第一组，场地类别为IV类。拟建场地浅部软土剪切波速大于90m/s,一般可不考虑场地地震软土震陷影响。在设防烈度为7度时，可不考虑地基土地震液化影响。经勘察，本场地虽无大面积暗浜及液化土层分布，但大部分位于“古河道”分布区，根据上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2002)有关规定，拟建场地属对建筑抗震不利地段，设计应采取适当的措施。2.基础选型1） 5号楼地基采用桩筏基础，主楼下筏板厚度为1600mm,与主楼相连的两层地下室筏板厚度为900mm,高差之间采用放坡连续。由于主楼及与主楼相连的两层地下室垂直荷重相差很大,且与后期开发的项目对变形要求相对较高，故根据初探报告选择第91层粉细砂为桩基持力层。该层静力触探Ps平均值为11.66Mpa,标贯入击数N平均值大于50击,土性佳，为较适宜的桩基持力层。桩采用①800孔底注浆的钻孔灌注桩，桩长49.50m,桩顶入基础筏板0.100m。单桩竖向抗压承载力特征为5100KN.设计值为6350KN,并在桩端注浆2000^3000Kg（注浆水泥采用P32.5）。2） 6号楼地基采用桩筏基础，主楼下筏板厚度为1600mm,与主楼相连的两层地下室筏板厚度为900mm,高差之间采用放坡连续。由于主楼及与主楼相连的两层地下室垂直荷重相差很大,且与后期开发的项目对变形要求相对较高，故根据初探报告选择第％层粉细砂为桩基持力层。该层静力触探Ps平均值为11.66Mpa,标贯入击数N平均值大于50击,土性佳，为较适宜的桩基持力层。桩采用①800孔底注浆的钻孔灌注桩，桩长46.50m,桩顶入基础筏板0.100m。单桩竖向抗压承载力特征为4960KN.设计值为6200KN,并在桩端注浆2000^3000Kg（注浆水泥采用P32.5）。3） 外扩地下室外扩地下室采用筏板加抗拔桩的基础形式。抗拔桩采用灌注桩直径为650mm,扩底端直径为1100mm,单桩竖向抗拔承载力设计值1600KN,桩端持力层为8】层粉质粘土。基础筏板的厚度为900mm.4） 关键技术问题的解决方法5） 相邻既有建筑物的影响及保护措施6） 施工特殊要求及其他需要说明的内容。后期三层开挖时结构应有足够保护措施。七、结构计算与分析计算软件采用中国建筑科学研究院编制的多高层空间有限元分析程序SATWE（2006年版）；同时采用中国建筑科学研究院编制的特殊多高层建筑结构分析程序PMSAP（2006年版）进行复核；计算模型采用空间有限元模型，整体计算的嵌固部位为地下二层顶盖，结构分析输入的主要参数：周期折减系数取0.85,梁设计弯矩增大系数1.00,不考虑刚域等等。主要控制性计算结果及对计算结果的分析和说明。5#公寓式办公楼计算结果项目数据自振周期（X+Y+扭）（考虑耦联）T1=2.2298(0.99+0.00+0.01)T2=2.0230(0.00+1.00+0.00)T3=1.9391(0.01+0.00+0.99)T4=0.6322(0.97+0.00+0.03)T5=0.5519(0.03+0.00+0.97)T6=0.5156(0.00+1.00+0.00)最大层间位移比dmaxh风载X1/6622Y1/3475地震X1/1007Y1/1184地震下水平位移比Dmax/dX1.09Y1.01剪压比XQox/Ge=2.88%YQoy/Ge=3.11%地震作用最大方向0.124度总质量G52153t（未计入地下一层以下墙体重）6#公寓式办公楼计算结果项目数据自振周期（X+Y+扭）（考虑耦联）T1=2.8397(0.98+0.00+0.02)T2=2.6809(0.00+1.00+0.00)T3=2.3337(0.02+0.00+0.98)T4=0.7894(0.81+0.00+0.17)T5=0.7669(0.01+0.99+0.00)T6=0.7217(0.18+0.00+0.82)最大层间位移比dmaxh风载X1/2343Y1/2955地震X1/844Y1/966地震下水平位移比Dmax/dX1.26Y1.12剪压比XQox/Ge=2.48%YQoy/Ge=2.63%地震作用最大方向7.437度总质量G45599t（未计入地下一层以下墙体重）八、主要结构构件材料基础1） 混凝土强度等级：底板：C35（抗