体育馆片区项目A1-12-10地块,A1-12-11地块结构初步设计说明

体育馆片区项目A1-12-10地块，A1-12-11地块PAGE2体育馆片区项目A1-12-10地块,A1-12-11地块结构初步设计说明第四章结构篇1.工程概述1.1建筑概述本项目位于南沙自贸区黄阁站南沙体育馆周边地块，毗邻城市主干道，地理交通区位优越。A1-12-10地块总建筑面积43232平方米，其中地下建筑面积17185平方米。A1-12-11地块总建筑面积120421平方米，其中地下建筑面积23483平方米。计算容积率面积80268平方米。结构概述A1-12-10地块规划总用地面积为12047平方米，总建筑面积43232平方米。其中计算容积率面积14456平方米。建筑总高度：23.9米。主要功能为商业。10#商业楼地上4层，地下2层，采用框架街头体系。A1-12-11地块规划总用地面积为18667平方米，总建筑面积120421平方米。其中计算容积率面积80268平方米。其中11-2#塔楼建筑总高度：180米，地上38层，地下2层，采用框架核心筒结构体系；裙楼总高度为23.9米，地上4层，地下2层，采用框架结构体系。塔楼主要功能为办公，裙楼主要功能为商业。2.设计依据2.1设计依据1．《广州南沙体育馆片区项目9#、10#、11#地块详细勘察阶段岩土工程勘察报告》2.国家和广东省及广州市现行有关设计规范、规定、标准2.2设计规范《工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)》建筑结构荷载规范GB50009-2012广东省建筑结构荷载规范DBJ15-101-2014《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015版)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016修改版)《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—2012《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012《地下工程防水技术规范》GB50108-2008《建筑设计防火规范》GB50016-2014《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）《砌体结构计规范》GB50003--2011《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008《广东省建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2016《静压预制混凝土桩基础技术规程》 DBJT15-94-2013

《全国民用建筑工程设计技术措施（结构）》2009年版《建筑工程设计文件编制深度规定》建设部（2016版）广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ15-92-2013《中国地震动参数区划图》GB18306－2015《全国超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建质【2015】67号3.工程地质概况3.1场地岩土层划分及其物理力学性质根据钻孔揭露资料，场地岩土层按成因类型自上而下划分为：人工填土层、第四系冲积-洪积层、残积层、加里东期（Pz1）花岗片麻岩层等五大层。现分述如下：3.1.1第四系人工填土层（Q4ml）本场地揭露到的人工填土层为新近堆填，主要为人工堆填为主，局部稍压实。素填土，图表上代号为<1-1>由于该层为新近堆填，结构松散且不均匀，场地填土种类较多，欠压实，该层不建议地基承载力特征值。3.1.2第四系冲洪积层(Q4al+pl)（1）淤泥层<2-1>：建议该层承载力特征值[fak]=45.0kPa。（2）淤泥质土层<2-2>：建议该层承载力特征值[fak]=65.0kPa。（3）粉质黏土层<2-3>：建议该层承载力特征值[fak]=160kPa。（4）粉细砂，图表上代号为<3-1>：建议该层承载力特征值[fak]=110kPa。（5）中粗砂，图表上代号为<3-2>：建议该层承载力特征值[fak]=180kPa。（6）砾砂，图表上代号为<3-3>：建议该层承载力特征值[fak]=220kPa。3.1.3加里东期（Pz1）花岗片麻岩风化带(1)全风化花岗片麻岩，图表上代号为<5-1>建议该层承载力特征值[fak]=350kPa。(2)强风化花岗片麻岩，图表上代号为<5-2>建议该层承载力特征值[fak]=500kPa。(3)中风化花岗片麻岩，图表上代号为<5-3>依据有关规范及经验值，建议该层承载力特征值[fak]=2000kPa。(4)微风化花岗片麻岩，图表上代号为<5-4>依据有关规范及经验值，建议该层承载力特征值[fak]=3500kPa。3.1.4孤石（花岗片麻岩球状风化）本次勘察的09#、10#、11#地块中的所有钻孔未揭露到孤石，但不排除拟建场地内不存在孤石的可能性。3.2不良地质作用和特殊性岩土3.2.1不良地质作用1、根据区域地质资料及勘察钻孔揭露资料，拟建场地范围无断层经过迹象，在勘察中未揭露断裂构造形迹。本次勘察未揭露到膨胀土、污染土、岩溶、土洞、古河道等，周边未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用，也未揭露到有毒物质及有毒气体。2、液化土层本本次勘察场地内广泛分布有中粗砂及砾砂层，局部分布粉细砂层，综合判定：砂土液化等级为轻微～中等。3.2.2特殊性岩土本场地的特殊性土主要有人工填土、软土及花岗片麻岩风化土。1、人工填土本次勘察范围内揭露的填土主要为素填土和素填土（砂）。素填土主要为黏性土组成；素填土（砂）主要由粉细砂及中粗砂堆填而成，为新近人工填土，主要呈松散状，局部稍压实，其物理力学性质不均，局部地段揭露厚度较大且不均。另外，土体本身未完成自重固结，浸水时易湿陷、崩解，应充分考虑填土自重固结、或上部荷载作用下引起的地面沉降以及由于填土的厚度不均引起的不均匀沉降。2、软土本次勘察范围内揭露的软土为淤泥、淤泥质土，其具有含水量高，孔隙比大，压缩性高、固结度差、灵敏度高、扰动性大、抗震性能低等特点。桩基础施工时，容易出现桩基缩径或断桩。在基坑开挖时，如不作支护处理，容易出现流泥、基坑壁变形等。在地震作用下，可能发生震陷。3、风化岩本次勘察揭露的的风化岩为全风化花岗片麻岩层<5-1>、强风化花岗片麻岩层<5-2>。全、强风化花岗片麻岩的主要特征是浸水易溃散、崩解，使承载力迅速降低，基础坑槽开挖时容易成形流泥、流砂，对基础坑槽开挖有较大的影响，这在施工中应引起足够的重视。4、花岗片麻岩孤石花岗片麻岩孤石是风化过程中残留的较难风化的微风化或中风化岩块，岩性坚硬，多呈状，即“球状风化孤石”。基坑围护结构在成孔或成槽时必须穿透孤石，孤石增加了成孔和成槽施工难度。如果端承桩设计或施工时将球状孤石错判成稳定的桩端持力层，则很可能会危及工程安全。根据本次09#、10#、11#地块详勘结果，09#、10#、11#地块中钻孔均未揭露到孤石，但排除其他地段存在孤石的可能性。3.3水文地质条件3.3.1地表水概况拟建场地所处范围水土较为肥沃，该拟建场南侧毗邻蕉门水道，场地地下室边界距离蕉门水道最近约390.0m，蕉门水道宽度约为500～800m，勘察期间水量较丰富，水深在勘察期间未测量；场地北侧和西侧毗邻一条坦尾涌，场地地下室边界距离该河涌最近约80.0m，河涌宽度约为25～50m，勘察期间水量较丰富，水深在勘察期间未测量，该河涌的流向为自北向南流入蕉门水道，蕉门水道自西向东流入大海，水量受涨潮落潮的影响，施工时应注意。3.3.2地下水及土的腐蚀性评价本场地地下水按环境类型(Ⅱ)条件下，对混凝土结构具有弱腐蚀性，腐蚀介质为SO42-；地下水按地层渗透性（A类）条件下，对混凝土结构均具有弱腐蚀性，腐蚀介质为侵蚀性CO2；地下水按地层渗透性（B类）条件下，对混凝土结构具有微腐蚀性；在长期浸水的环境下对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微腐蚀性，在干湿交替的环境下对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性均为微腐蚀性。本场地土按环境类型(Ⅱ)和地层渗透性（A类和B类）条件下，对混凝土结构具有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微腐蚀性，对钢结构腐蚀性为微腐蚀性。4.荷载与作用4.1建筑设计分类建筑结构安全等级二级结构重要性系数1.0结构设计使用年限50年建筑抗震设防类别10#商业按重点设防类11-2#按标准设防类4.2风荷载本工程基本风压取值：ω0=0.6kN/m2，按照广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ15-92-2013第4.2.2条，对风荷载比较敏感的高层建筑，应按基本风压的1.1倍进行承载能力极限状态分析。地面粗糙度为B类，建筑体型系数为1.3~1.4。4.3地震作用根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016修改版)规定，本工程抗震设防设计采用如下参数：·建筑物的抗震设防重要性10#商业按重点设防类，11-2#塔楼及裙楼按标准设防类。·抗震设计中结构重要性系数取1.0。·抗震设防烈度为7度，地震作用按7度计算。·设计基本地震加速度=0.10g。·建筑场地类别为II类场地，设计地震分组为第一组。·10#商业楼周期折减系数0.7,11-2#裙楼楼周期折减系数0.7,11-2#塔楼周期折减系数0.8。4.4结构构件抗震等级结构类型构件抗震等级10#商业框架框架二级11-2#裙楼框架框架三级11-2#塔楼框架核心筒框架、剪力墙一级纯地下室部分框架结构塔楼相关范围一级其他部位三级（二层地下室）4.5楼面荷载类别使用部位活载(kN/m2)面层及吊重(kN/m2)备注小客车停车库地下室4.02.0发电机房、变配电房、水泵房地下室10.01.5通风机房、电梯机房上部结构7.01.5个别按实取走廊裙楼/塔楼3.5/2.51.5门厅裙楼/塔楼3.5/2.51.5消防疏散楼梯全楼3.51.5卫生间上部结构2.51.5阳台上部结构2.5找平层按实取消防车通道首层室外20或35覆土厚度按实取非人防区域地下室露天顶板首层室外3.5覆土厚度按实取非人防区域不上人屋面上部结构0.5隔热、保温、找坡层按实取材料5.1混凝土墙柱梁板备注10#商业C35C30具体详相应图纸11-2#裙楼C35C3011-2#塔楼C60~C40C35纯地下室部分C35C35~C305.2钢筋钢筋强度等级表钢筋种类直径(mm)标准值fyk(N/mm2)设计值fy/fy’(N/mm2)弹性模量Es(N/mm2)HRB4006～32400360/3605.3钢材钢材强度等级表(设计值)钢材牌号厚度或直径(mm)抗拉、抗压和抗弯f抗剪fvQ235B钢≤16215125>16～40205120Q345B钢≤16310180>16～352951705.4砌体材料为满足绿色建筑材料节能环保的设计要求，本工程外墙、内隔墙拟采用蒸压加气砼砌块，容重不大于12kN/m³，强度等级不小于A5.0，混合砂浆强度不小于M5.0，施工控制等级为B级；地面以下砌体拟采用灰砂砖，强度等级不小于MU10，水泥砂浆强度不小于M7.5,施工控制等级为B级。6．结构体系6.1结构抗侧力体系及楼盖体系本项目各栋塔楼整体计算取地下室底板作为嵌固部位，各部位竖向结构构件及水平结构构件的主要截面尺寸如下表所示：位置结构类型楼盖体系剪力墙厚框架柱截面典型框架梁截面地下一层（底板）平板式无梁结构底板厚450地下室顶板框架结构框架梁加腋大板结构800x800500x700600x90010#商业框架结构梁板式楼盖700x700800x800200x700200x800，400x80011-2#裙楼框架结构梁板式楼盖500x500700x700200x600200x700，300x80011-2#塔楼框架核心筒梁板式楼盖700~2001300x1300200x500300x600，500x8007.结构加强措施薄弱的构件或楼层加强楼板厚度及配筋，必要时进行相应应力分析。室内隔墙及厕所沉坑采用轻质砖墙材料或轻质陶粒砼填充料，墙体容重不大于10kN/m3，有效降低结构自重，减小地震反应。8.结构分析汇总8.1计算模型本工程采用盈建科YJK进行整体计算分析。图8.1.110#商业YJK整体计算模型图8.1.211-2#裙楼YJK整体计算模型图8.1.311-2#塔楼YJK整体计算模型8.2主要计算参数的选取：·本工程控制振型数使振型参与质量不小于总质量的90%。·本工程塔楼质量、水平及竖向刚度分布较均匀，计算时考虑偶然偏心作用。·计算层间位移、层侧向刚度比和位移比时，采用刚性楼板假定，计算结构构件配筋时采用非刚性楼板假定。·中梁刚度放大系数按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010取值，连梁刚度折减系数取0.6。·计算时考虑地下室底板作为上部结构的嵌固层。8.3计算结果10#商业多遇地震及风荷载作用下结构计算结构汇总：计算软件YJK计算振型数6第1、2、3、4平动周期T1=1.0567(Y向)1.056711.056711.0567(X向)T2=1.0150(X向)(Y向)T3=0.3980(Y向)T4=0.3720(X向)第1扭转周期0.9552第1扭转/第1平动周期（规范限值0.9）0.38有效质量系数（规范限值90％）(X向)93.98%(Y向)90.33%地震下基底剪力（KN）(X向)6567.50(Y向)6087.98风载下基底剪力（KN）(X向)1774.8(Y向)4113.6上部结构总质量（t）25841.566标准层单位面积重度(KN/m2)12.92（标准层）剪重比最小值(X向)2.54%（1）(Y向)2.36%（1）地震下倾覆弯矩(KN.m)(X向)100701.602(Y向)93349.063地震抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)176.72(Y向)66.91风载下倾覆弯矩(KN.m)(X向)27213.363(Y向)63075.086风荷抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)690.76(Y向)104.5950年一遇风载最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/7048(2)(Y向)1/2554(3)地震作用下最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/1794(2)(Y向)1/1172(3)考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）(X向)1.06(1)(Y向)1.33(4)底部加强区构件最大轴压比柱(二级)：0.72层侧刚度比值中最小值(层号)（不含转换层）≥1.0(X向)1.00(4)(Y向)1.00(4)本层抗剪承载力和相邻上层的比值(层号)（规范限值0.8）(X向)1.00(4)(Y向)1.00(4)刚重比EJd/GH2（≥1.4，满足整体稳定验算；>2.7，不需考虑重力二阶效应）(X向)39.72(Y向)36.9611-2#裙楼多遇地震及风荷载作用下结构计算结构汇总：计算软件YJK计算振型数6第1、2、3、4平动周期T1=1.1184(Y向)T2=1.0513(X向)T3=0.3335(Y向)第1扭转周期0.9732第1扭转/第1平动周期（规范限值0.9）0.87有效质量系数（规范限值90％）(X向)90.62%(Y向)96.49%地震下基底剪力（KN）(X向)2722.08(Y向)2532.42风载下基底剪力（KN）(X向)1458.9(Y向)1501.3上部结构总质量（t）10675.371标准层单位面积重度(KN/m2)16.42（标准层）剪重比最小值(X向)2.550%(Y向)2.372%地震下倾覆弯矩(KN.m)(X向)41738.602(Y向)38830.477地震抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)58.45(Y向)66.00风载下倾覆弯矩(KN.m)(X向)22369.730(Y向)23020.527风荷抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)114.65(Y向)117.0450年一遇风载最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/3266(2)(Y向)1/3039(2)地震作用下最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/1522(2)(Y向)1/1366(2)考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）(X向)1.09(3)(Y向)1.17(1)底部加强区构件最大轴压比柱(三级)：0.62层侧刚度比值中最小值(层号)（不含转换层）≥1.0(X向)1.0(4)(Y向)1.0(4)本层抗剪承载力和相邻上层的比值(层号)（规范限值0.8）(X向)0.80(3)(Y向)1.00(4)刚重比EJd/GH2（≥1.4，满足整体稳定验算；<2.7，需考虑重力二阶效应）(X向)37.30(Y向)33.3511-2#-塔楼多遇地震及风荷载作用下结构计算结构汇总：计算软件YJK计算振型数13第1、2、3、4平动周期T1=4.3960(Y向)T2=3.7473(X向)T3=1.3530(Y向)T4=0.9520(X向)第1扭转周期2.7609第1扭转/第1平动周期（规范限值0.9）0.628有效质量系数（规范限值90％）(X向)90.27%(Y向)94.09%地震下基底剪力（KN）(X向)13278.32(Y向)11953.37风载下基底剪力（KN）(X向)16804.9(Y向)14296.3上部结构总质量（t）109469.141标准层单位面积重度(KN/m2)18.24（标准层）剪重比最小值(X向)1.27%(Y向)1.15%地震下倾覆弯矩(KN.m)(X向)1854477.375(Y向)1642578.625地震抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)10.86(Y向)12.88风载下倾覆弯矩(KN.m)(X向)2130017.500(Y向)1812055.000风荷抗倾覆力矩/倾覆力矩的比值(X向)9.68(Y向)11.9550年一遇风载最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/1422(26)(Y向)1/1396(16)地震作用下最大层间位移角（层号）（《广东省高规》标准限值1/800）(X向)1/1082(17)(Y向)1/1357(27)考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）(X向)1.19(3)(Y向)1.15(9)底部加强区构件最大轴压比柱(一级)：0.70层侧刚度比值中最小值(层号)（不含转换层）≥1.0(X向)0.85(3)(Y向)0.81(3)本层抗剪承载力和相邻上层的比值(层号)（规范限值0.8）(X向)0.81(3)(Y向)0.79(3)刚重比EJd/GH2（≥1.4，满足整体稳定验算；<2.7，需考虑重力二阶效应）(X向)3.67(Y向)2.928.4计算结果满足规范情况如下：位移比：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）3.4.5条规定，对于本工程，10#栋楼扭转位移比最大为1.33；1-2#裙楼扭转位移比最大为1.17，11-2#塔楼扭转位移比最大为1.19。整体结构的扭转效应满足要求。（2）层间侧向刚度比：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）条规定，抗震设计的剪力墙结构，其楼层与其相邻上层的侧向刚度比最小值不宜小于0.9，当本层层高大于相邻上层高的1.5倍时，侧向刚度比不宜小于1.1的规定，本工程满足规范的要求。（3）层间位移角：本工程中，10#商业的最大层间位移角为1/1172、11-2#裙楼的最大层间位移角为1/1366、11-2#塔楼的最大层间位移角为1/1082；符合规范要求。（4）整体稳定性：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）5.4.4条规定高层建筑结构的稳定性应符合下式：剪力墙结构:EJd≥1.4H2∑Gi本工程：11-2#塔楼：EJd/GH2=3.67(X向)、2.92（Y向）；10#商业、11-2#裙楼、11-2#塔楼刚度比均满足规范的要求，10#商业、11-2#裙楼、11-2#塔楼可以不考虑重力二阶效应。8.5计算结果分析如下：（1）结构的前三阶自振周期和地震作用下结构底部剪力均在合理取值范围内，说明结构布置及构件刚度较为合理。结构X、Y方向前几个振型的投影曲线基本上连续光滑；（2）在风及地震水平荷载的作用下最大顶点位移、最大层间位移均满足规范要求，水平位移曲线连续、光滑。9.基础型式及地下室设计根据本项目结构型式，综合考虑基础型式的合理性和经济性，经过多方案比选，在满足规范及设计要求的前提下，本工程采用两种基础形式，11-2#栋超高层办公楼拟采用钻（冲）孔混凝土灌注桩，其余区域拟采用预应力高强混凝土管桩。钻（冲）孔混凝土灌注桩桩径2000mm~2400mm，可选用“5-4微风化花岗片麻岩”岩层作为桩端持力层，有效桩长约为30~40米，桩身混凝土强度取为C35。单桩承载力主要根据桩身强度确定，桩径2000mm暂取为27000kN，桩径2400mm暂取为39000kN，并且单桩竖向承载力须通过现场静载荷试验确定。预应力高强混凝土管桩，可选用“5-2强风化花岗片麻岩”岩层作为桩端持力层，预估桩长35～45m（承台底起算），因预应力管桩入强风化层的能力有限，且强风化层以上土层提供的桩侧阻力较低，并考虑淤泥质土等产生的负摩阻力影响，桩径500mm（壁厚125）管桩单桩承载力暂取为2000kN，最后单桩承载力可参考当地实际情况及周边项目基础进行取值，并且单桩竖向承载力须通过现场静载荷试验确定。建议进行试桩、验桩、测桩，并设置沉降点观测，确保工程质量。人防地下室典型柱网尺寸8400,局部最长约11000.人防等级分别为核六常六级,挡水构件抗渗等级P6.顶板考虑人防荷载及覆土重,采用梁-加腋厚板楼盖体系.梁截面尺寸一般为500x700及600x900。板厚250,腋高250,腋长1200。9.2抗浮问题根据本次勘察成果及地区水文地质资料，在钻探期间测得地下初见水埋深为0.71～3.23m，标高为2.93～5.87m，地下稳定水埋深为0.62～3.12m，标高为3.04～5.96m，场地地下水年度变化幅度为1.00～3.00m。抗浮设防水位若有长期水文观测资料或历史水位记录时，地下水作用力的计算可采用历史最高水位；若无长期水文观测资料或历史水位记录时，地下水浮力的计算可采用丰水期最高稳定水位。参照拟建场地实测潜水水位以及挖填整平情况，同时综合强降水等因素的影响，建议本场地抗浮水位的取值，可考虑以市政道路标高(约6.112m~7.810m)为准。地下室部分位置根据水位标高及覆土厚度等情况考虑设置抗拔桩进行抗浮设计，桩的抗拔承载力特征值暂定为400kN。9.3地下室外墙（侧壁）设计本工程设置一层地下室，负一层层高分别为4.2米(纯地下室范围)和5.4米(塔楼范围)，地下室侧壁厚度取300~350mm，砼强度等级为C35，拟设置后浇带、加强带或变形槽，外墙采用微膨胀砼，抗渗等级为P6。10.超长结构的技术措施本工程地下室纵、横向最大长度分别约为360米和160米，超过规范建议的伸缩缝最大设置距离，拟通过在沿纵向和横向设置多道后浇带，并且采用以下措施来避免或减少由于混凝土后期收缩及温度变化引起的混凝土构件较大裂缝的产生：(1)地下室底板.外墙及顶板混凝土须掺加高性能膨胀抗裂剂或聚丙烯纤维。同时设置一定数量后浇带，以补偿混凝土收缩的不利影响。(2)结构配筋时充分考虑混凝土收缩可能带来的不利影响，适当提高地下室侧壁的构造配筋率，侧壁的面筋按“细且密”的原则配置。(3)对于地下室底板、顶板等，按规范要求，采用双层双向的配筋形式，可有效的