某办公楼抗震设防专项审查报告

抗震设防专项审查报告PAGEPAGE11设计概况 11.1结构设计的基本原则和方法 11.2本项目工作目标 11.3工程建筑概况 11.4设计依据及条件 21.5结构设计概况 42基础及地下室设计 52.1、地下室概况 52.2、桩基础设计 52.3、地下室设计 52.4特殊部位及措施 53 A栋高层结构设计 63.1结构设计 63.2结构计算分析 63.3、主要材料及断面 73.4、特殊部位及措施 83.5、结论 84A,B栋间裙房结构设计 94.1工程建筑概况 94.2结构选型： 94.3计算分析结果： 94.4内力分析 114.5弹性动力时程分析 114.6连体底部型钢梁裂缝验算及分析 124.7设计原则及构造 144.7构造建议 145B栋及B、C栋间裙房结构设计 146C、D两栋及之间裙房结构设计 147结论 14参考文献 148附录（建筑、结构图纸）…………………….151设计概况1.1结构设计的基本原则和方法建筑结构的设计基本原则：安全适用、经济合理、技术先进、确保质量。建筑结构设计的基本方法：结构选型是结构设计的首要环节。结构计算是结构设计的基础。结构构造是结构设计的保证。1.2本项目工作目标1.2.1、优选适宜的结构型式，充分满足建筑师的建筑艺术创意。尽可能实现建筑所有使用功能的需要，并体现良好的视觉效果和本项建筑的鲜明个性。1.2.21.2.31.2.41.2.51.3工程建筑概况1.3.1本工程为：*****三期办公大楼，位于创意产业园的西北角。项目地点：无锡市蠡园开发区西面，建筑路与明园路交叉口，东北角，占地面积：41831平方米；建筑结构安全等级二级；含A、B、C、D四栋高层，呈“L”型布置，中间以三块五层裙房连接。“A”栋为22层，“B”栋为12层,“C、D”栋为12层。底层层高5.5m，标准层均为4.2米。主楼和裙房底部5层均为办公辅助用房，上部办公。主楼和裙房均有两层地下室，设计抗渗等级为S8，工程防水等级标准为二级。层高-1层5.4米，-2层3.7米，局部扩出上部结构1至6跨；扩出部分地下室底板覆土1.1~1.4米。地下室设置设备用房、地下车库，人防等。1.4设计依据及条件1.4.1设计规范、规程1，《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-20012，《建筑抗震设防分类标准》GB50223-20083，《建筑结构荷载规范》GB5009-2001(2006年版)4，《混凝土结构设计规范》GB50010-20025，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-20026，《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6-99）7，《型钢混凝土组合结构技术规范》（JGJ138-2001）8，《人民防空地下室设计规范》（GB50038-94）9，《建筑抗震设计规范》GB50011-200810，《建筑地基基础设计规范》GB50007-200211，《建筑桩基技术规范》JGJ94-200812，《地下工程防水技术规范》GB50108-200813，《混凝土多孔砖建筑技术规范》JG/T019-20051.4.21、本工程地上5~23层，地下两层，建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限50年。2、地基基础设计等级甲级；地下室防水等级为二级。基础设计依据：由无锡市民用建筑设计院有限公司提供的《岩土工程勘察报告》编号为K20091073、抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组第一组，建筑抗震设防类别为标准设防类，场地土类别III类，设计特征周期0.45S。4、上部建筑和地下室的耐火等级均为一级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按《高层民用建筑设计防火规范》（2005年版）GB50045-95执行。5、雪荷载：基本雪压S0=0.4KN/m2（50年一遇）。6、风荷载：按100年一遇（60米以上）0.50kN/m2。按50年一遇（60米以下）0.45kN/m2.地面粗糙度类别C类。7、楼面活荷载：类别使用部位活载（标准值）KN/m2备注地下设备房地下室10.0汽车通道地下室4.0汽车库地下室、楼面2.5消防车通道一层20设计楼面梁时拆减系数0.8办公辅楼一~五层2.0+1.5考虑隔墙荷载研发办公标准层2.0+1.5考虑隔墙荷载机房7.0公用厕所8.0走廊、门厅、楼梯全楼3.5屋面不上人0.5上人2.0屋顶花园3.0覆土另算地下室为平战结合6级人防工程（未定），各部位等效静载KN/m2部位顶板外墙底板临空墙门框架等效静载6030121102208、本工程未注明的砌体材料均为：外墙：200厚砼空心砌块顶层和女儿墙用M7.5混合砂浆，其它M5混合砂浆内墙：200厚加气砼轻质砌块，密度≤7.0kN/m3，强度≥3.5N/mm2M5.0混合砂浆9、工程地质概况1、岩土层分布：层号地层名称岩性特征描述分布层底埋深(m)厚度(m)最小~最大最小~最大杂色，成分以粘性土为主，可塑状0.30-2.000.30-2.00②-1A粉质粘土灰黄色，可塑1.00-1.201.70-1.80②-1粉质粘土黄褐色为主，硬塑状为主，局部夹薄层状粉土4.80-7.203.00-6.50②-2粉质粘土褐黄、黄褐色为主，局部为青灰色，软~可塑状8.10-11.501.90-6.20②-3粉土青灰、灰色，温~很湿，中密状为主，偶见贝壳，局部夹软可塑粉粘土。11.60-14.501.90-5.30②-4灰、深灰色，流塑，局部软塑状，可见贝壳等生物碎悄。14.00-19.001.10-7.40③-1粉质粘土灰、灰绿、灰黄色为主，局部为黄褐色，可~硬塑状为主17.30-20.701.20-3.90③-2粘土褐黄、黄褐色，硬塑22.00-24.402.20-6.70③-3粉质粘土灰黄色为主，软塑状为主，局部夹薄层粉土。23.00-26.000.70-3.00③-4浅灰、灰色，饱和，中密状为主，局部稍密，夹薄层塑状粉质粘土，间夹薄层粉砂。34.90-40.009.40-14.90③-5粉砂青灰色，中密~密实状39.00-41.501.30-4.60④-1青灰、灰绿色，流塑状为主，局部顶部为软塑状，见较多贝壳等生物碎悄39.00-43.401.00-5.00④-2粉质粘土灰、青灰、灰绿色，局部呈粘土性状，可塑状为主，局部硬塑状，间夹薄层粉土49.00-52.007.60-12.40④-2A粉砂灰、青灰色，密实状为主43.20-45.000.50-1.80④-3黄、黄灰色，湿~很湿，中密状，可见云母片及贝壳等，夹薄层软可塑粉质粘土56.50-59.605.50-8.60⑤-1粉质粘土灰、褐灰色，软~可塑状，局部顶部为软塑状。58.45-62.00最大揭露4.50⑤-2粉质粘土暗绿、灰绿色，可塑状，局部呈粘土性状。最大层底埋深64.40最大揭露3.30⑤-3粉土夹粉质粘土暗绿色，可塑状，夹薄层粉土最大层底埋深66.80最大揭露2.90⑥-1粘土黄灰、褐黄色，可~硬塑，局部夹薄层粉砂、粉土最大层底埋深69.50最大揭露4.60⑥-2粉质粘土褐黄、黄褐色，可~硬塑，呈互层状，互层厚度大致1-3m，间夹薄层粉土。未揭穿最大揭露12.752、场地稳定性及场地地震效应：拟建场地为太湖冲湖和平原地貌单元，勘探未揭露断裂构造行迹，场地基本稳定，适宜进行本工程进度。场地土类别为Ⅲ类，设计特征周期0.45S。抗震设防烈度6度区内，可不考虑地震液化的影响。3、场地地下水：孔隙潜水主要赋存于①~②-3层含水岩组中，孔隙承压水主要赋存于③-4、③-5层含水岩组中，勘察期间稳定水位埋深1.80-2.40m，设计地下位埋深可取0.30m.地下水对砼无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。1.5结构设计概况本工程本着安全、合理、适用的原则，进行结构分缝，地下部分由于体量庞大设缝分成两个单元；地上部设抗震缝（缝宽按计算适当放大取150mm）分成为四个独立的结构单元；如图1.1。图1.1地上部分各单元结构概况如下：（地下室顶板均作为上部结构嵌固端）单体号1234建筑内容A栋高层A,B栋间裙房B栋及B、C栋间裙房C、D两栋及之间裙房平面特点长78.6米（轴线间75.6米）、宽38.4米长73米、宽34米；底部两层中间缺三跨形成主入口主楼：长53米、宽33米裙房：长53米、宽34米2个主楼：长51米、宽26米中间裙房：长50米、宽34米竖向特点地下两层，地上23层，底层5.5米标准层高4.2米，建筑高度98.5米，室内外差0.3米地下两层，地上5层，底层5.5米标准层高4.2米，建筑高度22.9米，室内外差0.3米地下两层，地上主楼12层，底层5.5米标准层高4.2米，建筑高度56.5米，室内外差0.6米地下两层，地上主楼12层，底层5.5米标准层高4.2米，建筑高度56.6米，室内外差0.6米设防分类标准设防类标准设防类标准设防类标准设防类结构体系框架-核心筒，楼盖采用单向密勒梁体系，加宽主框架梁框架，连体结构柱网8.4*8.4，连体采用型钢混凝土空腹桁架，跨度25.2米，桁架两侧采用型钢混凝土柱带裙房的框架抗震墙，柱网8.4*8.4双塔，框架抗震墙、柱网8.4*8.4抗震等级框架三级、剪力墙二级框架三级（整体提高一级）框架三级、剪力墙三级框架三级、剪力墙三级2基础及地下室设计2.1、地下室概况四栋上部建筑的地下室均为两层，层高-1层5.4米，-2层3.7米，局部扩出上部结构1至6跨，见相应平面图；扩出部分地下室底板覆土1.1~1.4米，再减去室内外高差，扩出部分建筑高度3.7米。地下室设置设备用房、地下车库，人防等。大地库建筑功能连续，并通过连通口与一期已建地下室相连。由于体量庞大，为了回避温度应力及混凝土收缩带来的不确定影响，结构在‘B’栋塔楼右侧设缝断开，由于上部主楼最高不到100米，两层地下室加承台厚度足以满足基础埋深要求。地下室外墙、底板、上部覆土后的顶板均采用防水混凝土、砼抗渗等级，底板P12，地下一、二层外墙P6，覆土的顶板P6。材料：为减少水化热，有效控制裂缝的产生，地下室部分（除上部落下的柱墙）均采用C30混凝土。上部落下的柱墙混凝土等级同上部说明。钢筋采用符合抗震性能指标的三级钢。抗震等级：-1层抗震等级同上部一层，见上部相关说明；-2层普遍为四级。2.2、桩基础设计本工程地基基础设计等级为甲级，桩基设计等级为甲级。根据拟进场地岩土层分布状况，及当地工程经验，本工程桩基采用钻孔灌注桩基础。主楼下部地下室：桩径为Φ700，桩长44米，以8层粉质粘土为持力层，桩承载力据勘察报告及相关工程经验估算为3000KN。其中单桩抗压特征值取4400kN。主楼扩出部分为两层纯地下室，采用抗拔桩，桩径Φ700，桩长20米，以④-2为持力层，进入持力层0.8米，单桩承力特征值，单柱抗拔承载力特征值1000kN。基础形式为柱下承台、筏板基础（承台作为筏板的柱帽）、核心筒部分为桩筏，A栋高层主楼部位筏板厚1.0米，核心筒筏板厚2.0米；其它主楼部位筏板厚0.8，核心筒部分厚1.5米，裙房及扩出地下室部位0.6米厚。2.3、地下室设计地下室主要柱网为主楼下：8.4*8.4米，扩出部分8.4*6.0米；柱断面：主楼部分同上部一层，扩出部分均为700*700地下室外墙：主楼下400厚，其它部分均350厚。楼盖体系：本着经济、先进、适用的原则，地下室两层楼盖均使用现浇混凝土空心板，与上部主楼对应部分，地下室顶板均作为上部主楼的嵌固端，结构为带框架梁的现浇混凝土空心板体系，板厚300mm，管厚180mm（上70下50）管心距180+50管长1000管中距1150，自重折算板厚205mm，刚度折算厚度（电算输入厚度）280。其它地下室扩出部分、及主楼部分负二层顶板采用带柱帽的现浇混凝土空心板无梁楼盖体系，现浇混凝土空心板厚400，管厚250mm（上100下50）管心距250+60管长1000管中距1150，自重折算板厚281mm，刚度折算厚度380。2.4特殊部位及措施2.4.1因主楼、裙房、地下室的高度、荷载差异较大，为了避免差异深降，根据预算沉降量差，适当调整布桩系数，并在A栋高层核心筒部分采用后注浆工艺，在增加承载力的同时，增加了桩的刚度，符合新桩基规范变刚度调平的原则。为调节沉降、温度应力，构造上在主楼裙房间设置沉降后浇带，见相关平面图。2.4.21、每隔30~40米设施工后浇带，施工期间注意养护。2、构造上及材料选用上采取加强措施；用水化热小的C30混凝土防水混凝土。2.4.3由于地下室扩出部分面积大、覆土厚、加上室内外高差，与主楼部分地下室顶板普遍形成1.7米的错层。地下室顶板作为上部建筑的嵌固端，为合理传递水平力，保证地下室的嵌固效果，地下室顶板采用梁板楼盖体系，由于层高高，顶板梁高普遍>1/10跨度，板厚300，保证了顶板嵌固效果。主楼部分地下室柱断面适当放大，配筋提高。另外在不影响建筑功能的情况下，主楼下部的地下室、核心筒及四周，普遍增设剪力墙，即使没有主楼以外的地下室外墙，地下室的刚度远远大于上部一层的刚度，保证了地下室的嵌固作用。错层处地下室主楼部分外圈梁，采用600宽大截面构件，保证刚度；纯地下室部分采用现浇混凝土空心板无梁楼盖体系，传力更直接，保证了地下室的整体性。对地下室外墙四周的回填土提出质量及压实要求，保证地下室的嵌固效果。结论：经计算，地下室部分构件配筋、绕度经济合理；并采取了相应的加强措施。是安全可行的。6C、D两栋及之间裙房结构设计6.1结构设计1、概况：本工程为复杂高层结构多塔结构，C、D栋大底盘长102.9米、宽53.4米,使用性质为培训用房，共5层，C、D塔楼长53.4米，宽27.3米，使用性质为办公。地下两层，地下室顶板作为上部结构嵌固部位，基础埋深10米以上，满足规范要求。地上12层，建筑高度52.3米（指室外地面至主要屋面），室内外差0.3米，底层5.5米，标准层高4.2米，屋顶女儿墙4.2米。2、结构体系：a、塔楼由于平面尺寸不规则，利用垂直交能枢纽，在主楼中部及端部布置成钢筋混凝土剪力墙，其余部分采用框架，从而形式框架—剪力墙结构体系。b、塔楼间底盘5层，它将塔楼连成整体，不设置结构缝，为了使其与塔楼变形尽可能协调，也为了不因底盘的扭转带动塔楼的变形，在其楼梯、电梯间布置剪力墙，加上塔楼落地剪力墙形成框架—剪力墙体系。c、底盘柱网较大，采用双向梁布置方案。3、抗震等级和框架柱剪力墙轴压比限值：由于在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％，框架部分的抗震等级按框架结构采用，柱轴压比限值也按框架结构的规定采用。因此本工程将框架抗震等级提到三级，框架柱的轴压比限值分别为0.90。6.2、结构计算分析1、采用中国建研筑究院编制的高层建筑结构空间有限公司分析程序SATWE计算分析，采用结构三维分析程序PMSAP辅算分析，同时采用弹性时程分析法进行多遇地震下补充计算。建筑结构的内力和位移采用弹性方法计算，框架梁、连梁考虑局部塑性变形相起的内力重分布。2、主要计算参数：内容计算参数内容计算参数内容计算参数结构重要性系数1.0周期折减系数0.80.2Q剪力墙调整终止层13混凝土容重KN/m3271.0梁刚度增大系数2.0是否考虑偶然偏心是指定薄弱层10.7计算振型数360.2Q剪力墙调整起始层1是否考虑双向地震力作用是3、结构分析主要结果：a、计算自振周期（S）根据《江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则》第5.4.1条第9款要求，将塔楼和底盘结构单独取出，计算其固有振动特性，验算其周期比。a1、塔楼的自振周期计算值软件振型SATWEPMSAP周期平动系数/扭转系数平动扭转效应特征周期平动系数/扭转系数平动扭转效应特征T11.27311.00/0.00X向平动1.31201.00/0.00X向平动T21.11390.85/0.15Y向平动1.15570.90/0.10Y向平动T31.03450.15/0.85扭转1.07190.11/0.89扭转T40.41221.00/0.00X向平动0.42171.00/0.00X向平动T50.35300.72/0.28Y向平动0.36350.80/0.20Y向平动T60.33130.28/0.72扭转0.34260.19/0.81扭转T70.24851.00/0.00X向平动0.24611.00/0.00X向平动T80.23090.99/0.01Y向平动0.22500.99/0.01Y向平动T90.21121.00/0.00X向平动0.20891.00/0.00X向平动T100.19550.04/0.96扭转0.19580.04/0.96扭转T110.18280.10/0.90扭转0.17620.81/0.19Y向平动T120.16830.87/0.13Y向平动0.17360.42/0.58扭转振型参与质量系数X方向99.43%99.4%Y方向97.87%97.6%振型参与质量系数大于90%，满足规范要求。扭转为主的第一自振周期值与平动为主的第一自振周期值比小于规范0.85限值，满足要求。a2、底盘的自振周期计算值软件振型SATWEPMSAP周期平动系数/扭转系数平动扭转效应特征周期平动系数/扭转系数平动扭转效应特征T11.55451.00/0.00Y向平动1.48121.00/0.00Y向平动T21.20590.91/0.09X向平动1.18260.99/0.01X向平动T31.18480.09/0.91扭转,1.17040.01/0.99扭转T40.31011.00/0.00Y向平动0.29291.00/0.00Y向平动T50.22371.00/0.00X向平动0.21981.00/0.00X向平动T60.20070.00/1.00扭转0.19710.00/1.00扭转T70.13771.00/0.00Y向平动0.12731.00/0.00Y向平动T80.09811.00/0.00X向平动0.09471.00/0.00X向平动T90.08630.00/1.00扭转0.08080.00/1.00扭转T100.08401.00/0.00Y向平动0.07561.00/0.00Y向平动T110.06401.00/0.00Y向平动0.05331.00/0.00X向平动T120.06041.00/0.00X向平动0.05361.00/0.00Y向平动振型参与质量系数X方向99.50%100%Y方向99.50%100%振型参与质量系数大于90%，满足规范要求。扭转为主的第一自振周期值与平动为主的第一自振周期值比小于规范0.85限值，满足要求。b、计算位移比根据《江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则》第5.4.1条第9款要求，位移比均应采用整体模型计算（计算模型中的底盘、塔楼及连接部分的各个楼层，宜采用强制刚性楼板假定），并按照底盘、上部塔楼和连接部分，逐层加以验算。水平作用SATWEPMSAP最大层间位移角所在楼层最大层间位移与平均层间位移比最大层间位移角所在楼层最大层间位移与平均层间位移比地震作用X向1/179571.041.0381.041.04Y向1/190071.101.2471.201.20风作用X向71.001.001/766571.001.00Y向71.021.041/450471.031.02注：SATWE程序计算最大位移与平均位移比及最大层间位移与平均平移比均采用全楼刚性假定。计算表明：a最大层间位移角均小于规范1/800限值，满足要求；b全楼刚性假定塔楼1最大水平位移和层间位移与该层平均值均小于1.2，平面扭转规则，塔楼2最大值，有大于1.2但均小于1.4层平面，为平面扭转不规则。d、双塔计算剪重比计算程序抗侧方向SATWEPMSAP建筑物总质量(T)6105460185.4塔楼质量(T)2907228647.7底盘X方向1.27%1.31%Y方向1.18%1.19%塔楼1X向1.65％1.71%Y向1.64%1.69%塔楼2X向1.67%1.72%Y向1.66%1.71%剪重比均大于0.8%，满足设计控制要求。e、双塔计算抗倾覆验算e1、按SATWE计算抗倾方向抗倾覆弯矩M2倾覆弯矩Mov比值M2/Mov零应H区(%)X风荷载15385667100939.5152.420.00Y风荷载30939232126190.5245.180.00X地震15385667284839.954.020.00Y地震30939232264787.8116.850.00e2、按PMSAP计算抗倾方向抗倾覆弯矩M2倾覆弯矩Mov比值M2/Mov零应H区(%)X风荷载1353099376652.8176.520.00Y风荷载27288768119578.6228.210.00X地震13530993229338.1590.00Y地震27288766225133.8121.210.00零应力区均为0.00%，满足要求。f、双塔计算结构整体稳定验算抗顷主向刚重比SATWEPMSAPX方向5.857.11Y方向5.046.13能通过整体稳定验算可不考虑重力二阶效应。g、双塔计算地震作用下柱顷覆弯矩百分比抗顷主向百分比SATWEPMSAPX方向56.1859.24%Y方向63.0265.45%根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第8.1.3条，抗震设计的框架-剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级应按框架结构采用，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用，因此本工程将框架抗震等级提到三级，框架柱的轴压比限值分别为0.90。h、双塔计算时程分析由于该工程为双塔结构，为复杂高层结构，为保证计算分析的可靠，设计时用弹性时程分析法进行了多遇地震下的补充计算．时程分析输入数据表：特征周期(s)时程主方向峰值加速度值(cm/s2)次方向峰值加速度值(cm/s2)竖向峰值加速度值(cm/s2)弯长(s)0.45RH1TG045(人工波)1001001000.0200.45TH1TG045(天然波)180.3137.759.10.0200.45RH2TG045(天然波)121.1101.9660.020本工程弹性时程分析的结果，即在各地震波作用下的最大楼层剪力曲线、最大楼层弯矩曲线、层位移曲线及最大层间位移角曲线及与振分解法计算结果的对比分别见附图。可以看出时程时程分析的最大层位移、最大层剪位移角数值均小于振型分解法的计算结果；而最大楼层剪力时程结果在顶层与底层部稍大于振型分解法的计算结果；最大楼层弯矩只在顶部几层稍大于振型分解法的结果。根据上述计算结果，我们建议本工程在施工图设计中，主要以振型分解法的计算结果为依据，并参考时程分析结果，施工图应由此进行结构构件的配筋。6.3、主要材料钢筋材料强度HRB400(fy=360MPa)(用于梁、柱、墙纵筋，梁箍筋，板受力筋)HRB335（fy=300MPa）(用于柱箍筋、墙分布筋)HRB235（fy=210MPa）(用于梁、柱箍筋、墙分布筋楼板配筋)混凝土材料强度框架柱：地下室~5层C40；6～8层C35；9层以上C30混凝土墙：地下室~5层C40；6~8层C35；9层以上C30框架梁、板：地下室~5层C35；6层以上C30楼盖类别混凝土梁板体系主要部位柱截面主楼：地下室～2层900*900,500*5003~8层800*800,500*5009层及以上800*800,700*700，500*500群楼：地下室～2层700*700，3层及以上650*650主梁700*900,600*700,400*700,700*750,主要部位梁截面主楼：主梁350*650,500*750，500*650次梁250*600，200*650，200*400，200*300群楼：主梁350*650,400*650次梁250*600，200*650，200*400，200*300砌体加气砼轻质砌块，密度≤7.0kN/m3，强度≥3.5N/mm2外墙用M7.5