潭房·锦绣时代结构设计说明-抗浮

PAGE4PAGE10第四章结构设计说明本初步设计依据《建筑工程设计文件编制深度规定》（2016年版）编制。1工程概况1.1、工程位置本次初步设计的项目为湘潭房产集团有限公司建设的潭房·锦绣时代1~6#楼及相关范围内地下车库；项目基地位于湘潭市岳塘区，潭下路以西、爱劳渠以东、河东支路十以北、霞光西路以南。1.2、设计范围：本次初步设计为一层地下室，六栋高层住宅楼以及临街商业，其中4号楼主楼下设置有两层非机动车库，概况详下表：建筑名称(层数说明)建筑层数及高度耐火等级结构类型抗震等级基础类型地基基础设计等级1#楼(地下1层，24层住宅)24F(73.60m)一级剪力墙结构四级预应力管桩基础甲级2#楼(地下1层，26层住宅)26F(78.10m)一级剪力墙结构四级预应力管桩基础甲级3#楼(地下1层，26层住宅)26F(79.60m)一级剪力墙结构四级预应力管桩基础甲级4#楼(地下1层，17层住宅)17F(52.60m)一级剪力墙结构四级筏板基础甲级5#楼(地下1层，17层住宅)17F(52.60m)一级剪力墙结构四级筏板基础甲级6#楼(地下1层，16层住宅)16F(49.70m)一级剪力墙结构四级筏板基础甲级地下车库(地下1层)1F一级板柱-抗震墙结构上部塔楼相关范围：同塔楼地下一层：四级天然基础甲级2设计依据2.1主体结构设计使用年限为50年。2.2自然条件风、雪荷载（50年一遇）基本风压地面粗糙度基本雪压Wo=0.35kN/m2C类So=0.45kN/m22.3抗震设防的有关参数根据《建筑抗震设计规范》及《中国地震动参数区划图》，本地区抗震设防基本烈度为6度，具体地震动参数详后表9.2。2.4地基基础根据湘潭市勘测设计院2020年12月提供的《潭房·锦绣时代一期1#~6#楼岩土工程详细勘察报告》设计。2.5湘潭市规划局批准的规划总平面图、建筑红线图及建筑方案图。2.6相关设计规范、规程及技术标准：《建筑工程设计文件编制深度的规定》(2016年版)《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《砌体结构设计规范》GB50003-2011《地下工程防水技术规范》GB50108-2008《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2018《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）《建筑机电工程抗震设计规范》GB50891-2014《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《中国地震动参数区划图》GB18306-2015其他未列项目按国家现行的其它有关设计规范、规程、规定。2.7本期人防考虑异地建设。3建筑分类等级3.1建筑结构的安全等级为二级。3.2地基基础设计等级：甲级。3.3建筑抗震设防类别：均为丙类。3.4防水等级：均为一级。4设计荷载取值（标准值）4.1活荷载取值楼面用途活载（kN/m2）卫生间，阳台2.5kN/m2电梯通道、前室、楼梯间3.5kN/m2走道2.5kN/m2上人屋顶2.0kN/m2不上人屋顶0.5kN/m2住宅房间、厨房2.0kN/m2车库4.0/2.5kN/m2（双向板，板跨不小于6mx6m取2.5kN/m2；单向板，板跨不小于2m，双向板板跨不小于3mx3m取4.0kN/m2）消防车道20.0kN/m2（无梁楼盖，柱网尺寸不小于6m×6m）机房7.0kN/m2物管用房2.0kN/m2商业门面3.5kN/m2地下车库顶板施工控制荷载5.0kN/m2注：水箱及其它重大设备按实际荷载考虑4.2恒荷载按建筑结构荷载规范上的附录A采用。5结构设计5.1本工程结构选型详1.2条表格。5.2结构缝设置本工程在地下室顶板适当位置设置后浇带，局部采用膨胀加强带，具体位置详地下室结初图。5.3结构选型及结构布置5.3.1竖向承重及抗侧力结构体系根据建筑总高度、抗震设防烈度、建筑平面使用功能，并结合考虑技术、经济等综合因素，本工程住宅主楼采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，各栋结构嵌固端部位为基础顶面。5.3.2楼盖结构体系1）一层楼板塔楼范围内采用梁板楼盖，板厚160mm，其余各处一层板采用现浇板，板厚350mm，地下室侧墙厚350mm，地下室及基础防水混凝土的抗渗等级为P6。2）商业典型楼板及屋面板取值120mm厚，其他各处按板跨取值。3）住宅部分楼面典型部位取值100mm厚，客餐厅、楼电梯间前室及房屋四角取120、140mm厚，部分重点或薄弱部位加强板为150mm厚。5.4关键技术问题的解决方法本工程地下室东西向约67米，南北向约307米均超长，考虑到建筑结构超长，温度引起的伸缩变形较大，相邻建筑层数相差较大，故采取以下措施：1）在建筑物适当部位（具体位置见平面结构布置图）设置后浇带，局部采用膨胀加强带；2）采用补偿收缩混凝土施工。用低压缩性，低水热的水泥配置混凝土，在混凝土中掺入水泥适当用量的抗裂膨胀剂，加强对混凝土的养护，特别是前期养护；3）楼面板加厚，配双层双向钢筋网，适当提高楼板的构造配筋率。6地基基础设计6.1自然地理条件湘潭市位于湖南省中部，湘江中下游，属亚热带湿润季风气候区，主要河流为湘江，流经市区。6.2地形、地貌场地位于湘潭市岳塘区霞光西路（拟建）的南侧、岳塘路的西侧，原始地貌为湘江河流冲积阶地，勘察时场地内原为居民楼，现已拆除整平，测得钻孔孔口高程为46.49～51.17m。6.3地层土质概述各地层自上而下依次为：1、杂填土①（Q4ml）杂色，局部表层为混凝土地面，下部以粘性土为主，含碎石、建筑垃圾等，人工或机械填积，结构松散，稍密，稍湿-湿。层厚0.30～4.60m，层底高程43.66～49.97m。2、（Q2al）褐黄色-褐红色,含少量团块状灰白色高岭土和少量黑色铁锰氧化物,见少量云母碎屑，裂隙发育，稍有光泽,无摇振反应，干强度中等，韧性中等，以硬塑为主，局部可塑，稍湿。埋深0.30～4.60m,3、③（Q2al）褐黄色，以石英质硅质岩碎屑为主，夹少量粘性土、砂砾，粘性土随深度逐渐减少，湿度增加，粗颗粒呈圆形及亚圆形，中等风化，表面光滑，粒径大于2.0mm的占55%~65%，中密，稍湿~饱和。埋深7.50～11.80m,4、强风化粉砂质泥岩④（K）：紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，以泥质成份为主，石英粉砂为次，裂面见少量云母碎屑及铁锰氧化物，岩石风化强烈，局部风化呈土状，裂隙发育，遇水易软化，干燥易碎，岩面粗糙，岩芯较破碎，多呈碎块-短柱状，坚硬，致密，稍湿，RQD值为25~46，岩体基本质量等级为Ⅴ级。埋深14.70～19.10m,层厚3.00～8.70m,层底高程23.64～29.24m。5、中等风化粉砂质泥岩⑤（K）：紫红色，粉砂泥质结构，层状构造，以泥质成份为主，石英粉砂为次，岩石裂隙发育少，岩芯较完整，多为短-长柱状，岩面较光滑，遇水易软化，干燥易碎裂，局部含泥量较高，坚硬，致密，稍湿，RQD值为70~85，岩体基本质量等级为Ⅳ级。埋深19.50～25.20m,钻孔控制厚度5.00～22.20m,控制高程4.91～21.10m。6.4不良地质现象及处理措施在勘察范围及深度内没有发现影响场地稳定性的不良地质现象，场地是稳定的，作为拟建场地是适宜的。6.5地下水情况勘察期间，在zk16、zk39、zk3、zk54中取地下水样4件，进行了水质分析试验。在zk12、zk44中取土的腐蚀性检验样2件，做了土的腐蚀性检验。该场地地下水和土对钢筋混凝土结构中的钢筋及混凝土均具微腐蚀性。根据《工业建筑防腐蚀设计规范》，微腐蚀环境可按正常环境进行设计。6.6基础选型根据岩土工程勘察报告，综合地质情况及经济成本等因素，本工程1#、2#、3#住宅主楼采用预应力管桩基础，桩直径为500mm，桩长约6~12米，基础持力层为圆砾③，桩端阻力特征值为3000kPa；4#、5#、6#住宅主楼采用筏板基础，筏板厚度为900mm，基础持力层为：粉质黏土②，地基承载力特征值为200kPa；地下车库基础持力层为粉质黏土②，地基承载力特征值为200kPa，对于地下室基础超挖部分采用原槽浇筑（C20混凝土填至设计标高）的方式进行处理。7地下室设计7.1地下室楼板设计7.1.1一层板结合层高、经济性等因素，车库部分采用350mm厚无梁楼盖，塔楼范围内一层采用160mm厚有梁楼盖。7.2地下室抗浮设计根据湘潭市勘测设计院提供的岩土工程勘察报告,纯地下室底板面标高为44.20m，底板厚400m，抗浮水位自北向南49.80M~46.00m（中间按线性插入）。一、5#~6#按线性插入后得抗浮水头约为5.20米抗浮参数计算：基础底板厚度为0.4米，抗浮设计水头：49.0-44.2+0.40=5.20米.单位面积水浮力：5.2X10=52KN地下室板采用350mm厚实心楼盖（梁板柱折算板厚480mm）地下室顶板考虑覆土厚1.2m。单根抗浮锚杆设计值，根据现场实际抗拔承载力试验取值为260KN.整体抗浮计算：[0.5(底板厚加柱墩)+0.48（负一层+顶板）]X25+1.2X18(地下室顶板覆土重)=46.1Kn/平方米（自重+锚杆）/单位面积水浮力：【46.1+(4X260)/(8.1X8.1)】/52=1.21>1.10,整体抗浮满足要求。（每柱网内抗浮锚杆不少于4根）故本工程地下室排水降水措施需在地下室顶板面覆土完成后方可停止降水。二、4#~5#按线性插入后抗浮水头约为5.02米抗浮参数计算：基础底板厚度为0.4米，抗浮设计水头：4.62+0.40=5.02米.单位面积水浮力：5.02X10=50.2KN地下室板采用350mm厚实心楼盖（梁板柱折算板厚480mm），地下室顶板考虑覆土厚1.2m。单根抗浮锚杆设计值，根据现场实际抗拔承载力试验取值为260KN.整体抗浮计算：[0.5(底板厚加柱墩)+0.48（负一层+顶板）]X25+1.2X18(地下室顶板覆土重)=46.1Kn/平方米（自重+锚杆）/单位面积水浮力：【46.1+(4X260)/(8.1X8.1)】/50.2=1.25>1.10,整体抗浮满足要求。（每柱网内抗浮锚杆不少于4根）故本工程地下室排水降水措施需在地下室顶板面覆土完成后方可停止降水。三、3#~4#按线性插入后抗浮水头约为4.41抗浮参数计算：基础底板厚度为0.4米，抗浮设计水头：4.01+0.40=4.41米.单位面积水浮力：4.41X10=44.1KN地下室板采用350mm厚实心楼盖（梁板柱折算板厚480mm），地下室顶板考虑覆土厚1.2m。整体抗浮计算：[0.5(底板厚加柱墩)+0.48（负一层+顶板）]X26+1.2X18(地下室顶板覆土重)=47.08Kn/平方米（自重+锚杆）/单位面积水浮力：47.08/40.1=1.17>1.10,整体抗浮满足要求。四、3#往南整体抗浮均满足要求7.2.1住宅塔楼部分：抗浮水位高程自北向南为49.80m~46.00m取值，地下室底板面标高为44.2m，抗浮措施采用抗浮锚杆，并设置400mm厚底板。7.2.2考虑施工期间及上层滞水的影响，结构采用如下措施：1）地下工程施工期间，地下水位应降至工程底部最低高程500mm以下；2）在地下室内设置排水沟网，将可能出现的地下水疏走，同时在地下室外围修建排水盲沟将所排水统一通过强排井排入城市排水系统。8主要结构构件材料8.1混凝土强度等级为C25、C30、C35、C40（具体见各栋平面图中砼强度说明）8.2混凝土耐久性分类地下室外墙、基础按《工业建筑防腐蚀设计规范》相关规定处理；处于二a类环境部分：与外部环境直接接触部分及卫生间、屋面层；其余部分均处于一类环境。8.3钢筋：HPB300、HRB400，fy分别为270N/mm2、360N/mm2。8.4填充墙体材料填充外墙、卫生间墙、分户墙、楼梯、电梯井、地下室填充墙体采用烧结页岩多孔砖（容重≤13kN/m3）；内隔墙采用100厚烧结页岩空心砖（容重≤10kN/m3）；墙体强度等级均为MU10；均采用M7.5混合砂浆砌筑；对于1#楼、2#楼、4#楼需做装配式建筑，详见装配式初步设计专篇。9结构分析9.1结构计算程序据该工程情况，工程结构计算采用北京盈建科软件股份有限公司开发的YJKS2.0.1版本软件计算。9.2结构计算采用的主要参数如下表：表9.2模型主要计算参数结构体系住宅主楼采用剪力墙结构，车库采用板柱-抗震墙结构地震作用计算信息单向/双向/偶然偏心结构重要性系数1地震（风荷载）作用夹角0/90/程序自动计算不利设防烈度6度振型组合数程序自动确定振型设计地震分组第一组振型组合方法考虑扭转耦联CQC场地类别Ⅱ类结构阻尼比0.05（小震）设计地震加速度0.05g基本风压（kN/m2）0.35是否带楼梯计算是承载力设计时风荷载效应放大系数房屋高度>60m取1.1,房屋高度≤60m取1.0αmax0.04地面粗糙类别C类Tg(s)0.35风荷载体型系数1.4嵌固端位置基础顶面周期折减系数0.9（剪力墙结构）0.7（框架结构）楼板假定刚性（仅整体指标计算）重力二阶效应刚重比不满足相应要求时考虑竖向荷载计算信息模拟施工3加荷中梁刚度放大系数程序自动计算柱剪跨比计算方法通用方法（M/Vh0）连梁刚度折减系数0.7

9.3主要控制性计算结果表9.3.1结构自振周期(前三个周期）栋号振型123周期比计算值允许值1#塔楼周期（s）3.26073.22352.59910.80不大于0.9平动系数0.951.000.05扭转系数0.050.000.952#塔楼周期（s）3.44763.35772.70720.79不大于0.9平动系数0.890.970.14扭转系数0.110.030.863#塔楼周期（s）3.55213.44322.48380.70不大于0.9平动系数0.950.960.10扭转系数0.050.040.904#塔楼周期（s）2.25271.87901.68350.75不大于0.9平动系数0.991.000.01扭转系数0.010.000.995#塔楼周期（s）2.24381.93801.66660.74不大于0.9平动系数0.940.970.10扭转系数0.060.030.906#塔楼周期（s）2.06161.69991.50140.73不大于0.9平动系数0.990.990.03扭转系数0.010.010.97表9.3.2主要控制参数栋号控制参数/作用方向X向Y向计算值允许值计算值允许值1#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.68%不小于0.8%0.70%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.15不大于1.41.03不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/2641不大于1/10001/1057不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/1448不大于1/10001/1647不大于1/1000刚重比2.675不小于1.42.391不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.002#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.67%不小于0.8%0.70%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.25不大于1.41.20不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/2606不大于1/10001/1066不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/1438不大于1/10001/1521不大于1/1000刚重比2.825不小于1.42.271不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.003#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.68%不小于0.8%0.70%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.26不大于1.41.18不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/2098不大于1/10001/1029不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/1371不大于1/10001/1533不大于1/1000刚重比2.866不小于1.42.180不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.004#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.80%不小于0.8%0.80%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.08不大于1.41.27不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/3418不大于1/10001/2887不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/2140不大于1/10001/3004不大于1/1000刚重比3.595不小于1.44.835不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.005#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.82%不小于0.8%0.82%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.21不大于1.41.36不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/3608不大于1/10001/2459不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/2218不大于1/10001/2542不大于1/1000刚重比4.227不小于1.44.757不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.006#塔楼剪力系数（剪重比）λ0.80%不小于0.8%0.80%不小于0.8%规定水平力下的最大位移比（不考虑出屋面楼梯间、电梯间、构件）1.19不大于1.41.30不大于1.4风荷载作用下的弹性层间位移角1/3742不大于1/10001/3330不大于1/1000地震作用下的弹性层间位移角1/2357不大于1/10001/2762不大于1/1000刚重比4.116不小于1.44.961不小于1.4相邻楼层侧向刚度比1.00不小于1.001.00不小于1.00注：相邻楼层侧向刚度比，对于框架结构，是指本层侧移刚度与相邻上层侧移刚度70%的比值或相邻上部三层平均侧移刚度80%的比值中较小值；对剪力墙结构，是指本层与相邻上层的比值不宜小于0.9、1.1、1.5（1.1指本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，1.5是指底部嵌固端）。经计算，本工程结构主要控制参数均满足规范要求，其中对剪重比略小于规范允许值的楼栋，采用全楼乘以剪力放大系数的办法进行处理。对墙柱轴压比、梁柱配筋结果均满足规范要求，说明结构布置、结构构件截面尺寸选择基本合理。10高层结构抗震超限判断及加强处理措施根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》相关要求，对本工程进行结构超限专项审查进行判断，具体结果详下：10.1结构高度超限判断栋号结构高度(m)结构类型A级高度限值(m)是否超限1#73.50剪力墙结构140否2#78.00剪力墙结构140否3#79.50剪力墙结构140否4#52.60剪力墙结构140否5#52.60剪力墙结构140否6#48.10剪力墙结构140否10.2结构不规则超限判断表10.2-1同时具有下列三项及三项以上不规则的高层建筑工程序号不规则类型超限类别1#楼是否超限2#楼是否超限3#楼是否超限1a扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2否是是1b偏心布置偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%否否否2a凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长30%等否否否2b组合平面细腰形或角部重叠形否否否3楼板不连续有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高否否否4a刚度突变相邻层刚度变化大于70%(按高规考虑层高修正时，数值相应调整)或连续三层变化大于80%否否否4b尺寸突变竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%,或外挑大于10%和4m,多塔否否否5构件间断上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类否否否6承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%否否否7局部不规则如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层或转换，或个别楼层扭转位移比略大于1.2等是是是各栋主楼不规则条数1#个别构件错层共1项，属于一般不规则结构2#扭转位移比大于1.2，个别构件错层共2项，属于一般不规则结构3#扭转位移比大于1.2，个别构件错层共2项，属于一般不规则结构序号不规则类型超限类别4#楼是否超限5#楼是否超限6#楼是否超限1a扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2是是是1b偏心布置偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%否否否2a凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长30%等否否否2b组合平面细腰形或角部重叠形否否否3楼板不连续有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高否否否4a刚度突变相邻层刚度变化大于70%(按高规考虑层高修正时，数值相应调整)或连续三层变化大于80%否否否4b尺寸突变竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%,或外挑大于10%和4m,多塔否否否5构件间断上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类否否否6承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%否否否7局部不规则如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层或转换，或个别楼层扭转位移比略大于1.2等否否是各栋主楼不规则条数4#扭转位移比大于1.2共1项，属于一般不规则结构5#扭转位移比大于1.2共1项，属于一般不规则结构6#扭转位移比大于1.2，个别构件错层共2项，属于一般不规则结构表10.2-2具有下列2项或同时具有下表和表2中某项不规则的高层建筑工程序号不规则类型超限类别1#楼是否超限2#楼是否超限3#楼是否超限1扭转偏大裙房以上的较多楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4否否否2抗扭刚度弱偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%否否否3层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%否否否4塔楼偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20%否否否各栋主楼不规则条数1#未包含其中任何一项，不属