南翔超限高程汇报稿

浏翔公路以西-丰翔路以北地块（39-01）商业办公项目A1、B1、B2、B3、E1、E2、C1、C座结构抗震超限设计可行性论证汇报建设单位：上海新明环球置业有限公司设计单位：上海都市建筑设计有限公司2013.06基本内容汇报内容分为以下几个部分：1、工程简介2、设计荷载及作用3、地基基础设计4、结构超限情况介绍及抗震等级设定5、结构承载能力极限状态及多遇地震分析6、结构抗震性能目标及抗震性能分析7、结构罕遇地震静力弹塑性分析8、楼板及特殊构件的设计分析9、针对超限的抗震措施1、工程简介本项目为大型商业办公楼，具有商业、休闲娱乐、餐饮、会所、地下车库等功能，南北长约242米，东西长约170米，设计标高±0.000相当于绝对标高4.950米（吴淞高程）。本项目用地面积约4万平方米，总建筑面积为18.62万平方米，其中地上建筑面积12.2万平方米，地下建筑面积6.44万平方米。本工程大底盘的长、宽为分别为170m、150m，且建筑高度错落不均。本工程在结构设计时考虑到建筑超长、高差大、楼板开洞位置等因素，设置8条伸缩缝将建筑分为了较为规整的10块。缝宽考虑抗震要求，均按200mm设置。（1）恒载：楼面屋面和墙体根据厚度及覆面材料容重按实际取用。

2、设计荷载及作用荷载类型荷载值（kN/m2）荷载类型荷载值（kN/m2）混凝土容重25.0200厚外墙填充墙4.2200厚内墙填充墙2.6100厚内墙填充墙1.9景观楼面、屋面(考虑景观另加)12（2）活载荷载类型荷载值（kN/m2）荷载类型荷载值（kN/m2）办公2.0物业2.0商业3.5餐厅2.5厨房(餐厅)4.0健身房(演出舞台)4.0外挑阳台2.5屋顶花园3.0厕所、盥洗室（住宅）2.5厕所、盥洗室（商业）8走道、门厅(办公)2.5走道、门厅(商业)3.5疏散楼梯及其他楼梯3.5通风机房、电梯机房7.0空中花园3.0地下室顶板5.0消防通道单向板(板跨不小于2m)35消防通道双向板(板跨不小于3mx3m)35消防通道双向板(板跨不小于6mx6m)20地下室车道单向板(板跨不小于2m)4.0地下室车道双向板(板跨不小于3mx3m)4地下室车道双向板(板跨不小于6mx6m)2.5上人屋面2.0地下车库通道4.0不上人屋面0.5（3）风荷载：（4）地震作用基本风压值重现期50年：0.55kN/m2；基本风压值重现期100年：0.60kN/m2；地面粗糙度类别：B类；体型系数：1.3

抗震设防烈度：7度（0.10g）水平地震影响系数最大值：多遇地震0.08设防地震0.23罕遇地震0.50设计地震分组：第一组场地类别：IV（上海）特征周期：0.9S小震和中震作用下，结构的阻尼比取0.05。（5）荷载组合编号组合编号组合11.35DL+0.71.4LL81.0DL±1.4W21.2DL+1.4LL91.2DL+1.4LL±0.6x1.4W31.0DL+1.4LL101.0DL+1.4LL±0.6x1.4W41.0DL+1.4LL111.0DL+1.4LL±0.6x1.4W51.2DL±1.4W121.2DL+0.7x1.4LL±1.4W61.0DL+0.7x1.4LL±1.4W131.2DL+0.6LL±0.2x1.4W±1.3E71.0DL+0.5LL±0.2x1.4W±1.3EDL-恒荷载；L-活荷载；W-风荷载；E-地震荷载3、地基基础设计建筑场地类别为Ⅳ类;特征周期：0.9S。拟建场地无液化土层；工程拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，设计采用地下水位年平均高水位埋深0.50m，低水位埋深为1.5m。地下水和地基土对混凝土有微腐蚀性。拟建场地除局部浜土外，各层地基土分布稳定且土性相对均匀。1、工程地质概况2、基础选型本工程均采用桩基础。C座、D座采用Φ1000钻孔灌注桩，桩长78米，持力层为9层砂质粉土。单桩承载力特征值8150kN。因考虑到埋深要求，基础采用桩筏基础。A座、B座、E座采用Φ500PHC管桩，桩长42米，持力层为⑧2-1层砂质粉土夹粉质粘土。单桩承载力特征值2200kN。基础形式采用无梁式桩承台加防水板。桩型号：PHC-AB500(100)-C80-14,14,14。大底盘区域采用400x400预制混凝土方桩，桩长32米，持力层为⑧1-2层粉质粘土夹砂质粉土。单桩抗压承载力特征值1500kN，单桩抗拔承载力特征值900kN。基础形式为桩承台加防水板。桩型号：JAZHb-340-111110B。4、结构超限情况介绍及抗震等级设定由于结构设缝，本工程为一个大底盘上的9个塔楼。地下室顶板面设有2处下沉式广场，造成楼板在建筑中部开洞面积较大，因此本工程将上部结构的计算嵌固端选择为地下二层的顶板。利用地下二层的人防墙、防火分区隔墙及在停车位间的合适位置增加剪力墙的方法，使地下二层和地下一层的剪切刚度比达到2，满足嵌固端的要求。结构整体模型4.1结构体系概况4.2各个单塔模型参数及超限介绍4.2.1A-1座结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）800x900（地下二层）结构体系框架结构800x900，800X800建筑大屋面标高（m）31.5（最高33.5）典型框架梁尺寸（mm）400x800、600x900典型平面尺寸（m）92.70x53.30结构层数7层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层3.8地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～4层55层4120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）为了描述方便，A1楼层编号从嵌固端开始按1～7依次编号(1)考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，没有超过1.5；(2)4层Y方向竖向构件缩进约30%；(3)4层边跨局部四根柱子转换（梁上起柱，支撑上部两层）。4.2.2B-1座结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1000X1000（地下二层）结构体系框架结构900x900，800X800建筑大屋面标高（m）24（最高27.6）典型框架梁尺寸（mm）350x800、600x1000典型平面尺寸（m）41.6x65.3结构层数8层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层3.8地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～5层56层3.6120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）为了描述方便，A1楼层编号从嵌固端开始按1～7依次编号（1）考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，没有超过1.5；（2）4层X方向缩进约40%，Y向缩进40%，5层X向缩进45%；（3）地下一层部分柱子转换。4.2.3B-2座1、扭转不规则：结构考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，X向最大1.21，Y向最大1.27；2、凹凸不规则：平面凹凸尺寸大于相应边长的30%，X向约为50%，Y向约为40%；3、尺寸突变：竖向构件缩进尺寸大于25%，三层以上X向局部收进约为30%。

结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1000X1000（地下二层）结构体系框架结构900x900，800X800建筑大屋面标高（m）24（最高27.6）典型框架梁尺寸（mm）350x800、600x1000典型平面尺寸（m）41.6x50.4结构层数8层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层3.8地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～5层56层3.6120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.2.4B-3座1、扭转不规则：结构考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，X向最大1.28，Y向最大1.36；2、凹凸不规则：局部突出尺寸x向大于相应边长的30%，且突出部分尺寸l/b≥2；3、尺寸突变：三层以上X向局部收进约为55%。结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1000X1000（地下二层）结构体系框架结构900x900，800X800建筑大屋面标高（m）24（最高27.6）典型框架梁尺寸（mm）350x800、600x1000典型平面尺寸（m）41.6x50.4结构层数8层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层3.8地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～5层56层3.6120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.2.5C-1座1）考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，没有超过1.5；2）6层X方向缩进约77%，Y向缩进29%；3）5层柱子有转换。结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1000X1000（地下二层）结构体系框架结构700x900，600X800建筑大屋面标高（m）31（最高31.3）典型框架梁尺寸（mm）400x800、350X700典型平面尺寸（m）39.7x16.0结构层数9层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层4.5地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～5层56层4.8120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.2.6C座1）考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，没有超过1.5；2）8~21层凹进一侧尺寸大于相应边长31%3）7层Y方向竖向构件缩进约33%；4）嵌固端取B2层顶板，地下室顶板和外墙相连，造成多塔结构，质心偏置。结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1400x1200，1300x1100结构体系框架-剪力墙结构1100x1100（中柱）建筑大屋面标高（m）97.5（最高100.5）典型墙厚北侧350，南侧400典型平面尺寸（m）58.8x22.7典型框架梁尺寸（mm）400x800、350x800结构层数22层（地下1层）地下1层5.6楼板厚度180mm（地下一层）1层5.52～5层5160mm（±0.000）6～21层4.5机房层3120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.2.7E-1座1、扭转不规则，结构考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2：X向最大1.24，Y向最大1.35；2、凹凸不规则，平面凹凸尺寸大于相应边长的30%：X向约为33%；3、尺寸突变：三层以上X向局部收进约为33%。结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）1000X1000（地下二层）结构体系框架结构900x900，800X800建筑大屋面标高（m）30.3（最高33.3）典型框架梁尺寸（mm）350x800、600x1000典型平面尺寸（m）74.6x60.1结构层数8层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层4.5地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～6层56层4.85120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.2.8E-2座1）考虑偶然偏心的扭转位移比超过1.2，没有超过1.5；2）4层X方向竖向构件缩进约57%；3）地下一层部分柱子转换。结构总信息构件尺寸结构形式钢筋混凝土典型框架柱尺寸（mm）800x700（地下二层）结构体系框架结构700x700，500X500建筑大屋面标高（m）20.5（最高23.5）典型框架梁尺寸（mm）400x800、600x900典型平面尺寸（m）42.15x49.25结构层数7层（地下2层）楼板厚度180mm（地下一层）地下2层4.5地下1层5.6160mm（±0.000）1层5.52～4层55层4120mm（地面以上部分楼层）嵌固端地下一层（-5.650）4.3结构抗震等级塔楼编号结构形式框架抗震等级剪力墙抗震等级A-1座框架一级——B-1座框架一级——B-2座框架一级——B-3座框架一级——C-1座框架一级——C座框-剪一级(B2-6层)二级(6层以上)一级(B2-6层)二级(6层以上)E-1座框架一级——E-2座框架一级——D座框-剪一级一级本项目抗震设计将以国家规范要求的三水准设计为基础，验算塔楼在不同水准地震灾害下所能达到的抗震水平。中国现行抗震设计的指导原则为“小震不坏，中震可修，大震不倒。”本项目的抗震设计将严格按照规范来控制结构强度和变形，以满足现行抗震规范的要求。5、结构承载能力极限状态及多遇地震分析本报告中的计算分析分为8个单体，每个单体均从以下几个方面进行分析。1、结构质量分析2、周期与模态3、楼层剪力、层间剪力及剪重比4、位移角 5、位移比 6、层刚度比及层抗剪承载力比7、刚重比 8、轴压比 9、小震弹性时程分析

规范限值A-1座B-1座B-2座B-3座C-1座C座E-1座E-2座楼层质量比1.51.011.651.171.951.51.011.281.06周期比0.90.8170.830.8370.8010.740.860.8110.79剪重比1.60%5.25%6.64%5.68%5.31%4.66%2.29%4.81%6.06%位移角1/5501/6081/5821/5751/5631/6211/8121/5701/553位移比1.21.341.321.271.361.451.241.351.41楼层刚度比向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者1.411.241.161.0981.631.311.01391.29楼层抗剪承载力比抗侧力结构的层间受剪承载力不小于相邻上一楼层的65%1.021.160.9811.110.970.971.19刚重比≥10343434.0239.271783.6828.2137轴压比≤0.650.640.470.430.650.570.660.640.64经过分析，各个单体分析结果总结如下小震弹性时程分析结果均满足规范的要求，详见超限文本6.1结构抗震性能指标根据《高混规》3.11.1、3.11.2条规定，结构抗震性能设计的要求，抗震设防性能目标分为A、B、C、D四个等级，抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准。对于本工程项目，综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等因素，结构抗震性能目标拟达D级相应的性能水准，具体如下表所示：性能目标性能水准D多遇地震1设防烈度地震4预估的罕遇地震5本项目，各个塔楼的结构抗震性能水准按下表进行判别：构件145关键构件（底层框架柱）无损坏；弹性。轻度损坏；正截面承载力及受剪承载力应满足水平地震为主的“屈服承载力”设计要求中度损坏；受剪承载力应满足式（6.3）要求。转换梁无损坏；弹性。轻度损坏；正截面承载力及受剪承载力应满足水平地震为主的“屈服承载力”设计要求中度损坏；受剪承载力满足“屈服承载力”的设计要求。普通竖向构件无损坏；弹性。部分构件中度损坏；允许部分竖向构件进入屈服阶段，受剪截面满足式（6.3）要求部分构件比较严重损坏；较多的竖向构件进入屈服,同一楼层竖向构件不宜全部屈服，受剪截面满足式（6.3）要求。耗能构件无损坏；弹性。中度损坏、部分比较严重损坏；允许大部分耗能构件进入屈服。比较严重损坏：允许部分耗能构件发生比较严重的破坏。6、结构抗震性能目标及抗震性能分析根据结构既定的性能指标，具体分析方法如下：（1）抗震承载力弹性和受剪承载力弹性（2）抗震承载力不屈服和受剪承载力不屈服

（3）受剪截面剪压比要求详细的分析结果参见各个单体的超限文本6.2结构抗震性能分析7、结构罕遇地震静力弹塑性分析

规范限值X向最大弹塑性大层间位移角Y向最大弹塑性层间位移角A-11/501/1181/130B-11/501/1241/135B-21/501/1421/138B-31/501/1461/131C-11/501/1441/137C1/1001/1601/178E-11/501/1281/121E-21/501/1391/125采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构弹塑性静力分析软件PUSH进行弹塑性静力推覆分析。PUSH程序是一个完全三维的有限元空间弹塑性分析程序，程序的单元库包括梁（柱）元和剪力墙元两种非线性单元。弹塑性梁（柱）单元采用标准的有限元方法构造，单元切线刚度直接基于混凝土材料微元和钢筋材料微元的本构关系，也即纤维素模型。混凝土材料的受压应力应变曲线上升段采用Saenz曲线模拟，下降段采用直线表示，该直线的左端是极值点，斜率通过逼近Saenz曲线得到，当该直线下降接近零时，用一水平线模拟残余应力。对混凝土的受拉曲线，用直线段考虑。钢筋的本构关系采用双折线模型。8、楼板及特殊构件的设计分析8.1竖向转换构件分析C-1座E-1座E-1座E-2座构件145转换梁无损坏；弹性。轻度损坏；正截面承载力及受剪承载力应满足水平地震为主的“屈服承载力”设计要求中度损坏；受剪承载力满足“屈服承载力”的设计要求。转换梁构件的抗震性能指标如下：C-1座中震（大震）作用下转换梁性能设计作用类型编号截面尺寸（mmXmm）设计内力设计结果轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)受剪截面要求(0.2fckbh0)纵筋面积（mm2）配筋率（%）中震L1600X1000H600X300X16X16-916207345272291140232.34大震L1600X1100H600X300X16X16-3969-2291--E-2座中震（大震）作用下转换梁性能设计作用类型编号截面尺寸（mmXmm）设计内力设计结果轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)受剪截面要求(0.2fckbh0)纵筋面积（mm2）配筋率（%）中震L1650X1100-34332073207327709500

L2650X1100-14661257269827708000

L3650X1100-22261818196027706200

L4650X11001794829217127709600

L5650X110025521583193827706900

作用类型编号截面尺寸（mmXmm）设计内力设计结果轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)受剪截面要求(0.2fckbh0)纵筋面积（mm2）配筋率（%）大震L1650X1100-3150-