某高层综合性建筑工程结构超限设计可行性报告.docx

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1、目录1 .工程概况22 .结构超限类型和程度33 .工程地质概况和基础选型33.1 场地的工程地质及水文地质条件33.2 地基基础设计选型44 .结构选型和布置44.1 结构选型44.2 结构布置45 .抗震等级66 .弹性计算结果及分析66.1 整体计算结果66.2 弹性时程分析136.3 结构抗宸性能目标与构件屈服判定146.4 楼板应力分析157 .静力弹塑性(PUSHOVER)分析208 .针对超限情况采取的主要措施228.1 计算手段228.2 针对超限的主要措施229 .结论23某高层综合性建筑工程结构超限设计可行性报告编制：审核：审批：202x年XX月图1.1.3结构东立面图本工

2、程的平、立面概况表见表1.1.U表111结构平、立面概况表高度(m)99.8地面以上层数31层地下室层高地下室两层，其中地下1星4.5m,地下二层4.3m建筑层高裙楼：首层3层6.Qm,4(架空)层5.0m：塔楼：5层3.2m,631层2.8m平面长(m)X宽(m)裙楼：124x73m：塔楼I：47.45x21.6m：塔楼2：45.2x21.6m最大高宽比4.62结构形式部分框支剪力墙、多塔结构1.工程概况该项目地块总用地面积8593.32m1东西方向长约为124m,南北边约为73u本拟建的工程为栋31层综合性建筑，带三层商业裙房，裙房以上通过架空层转换为两个1形平面的塔楼：有两层地卜室，负一

3、层地下室为停车场，负二层地下室设人防区以及停车场。结构最大高度99.8米，属A级高度建筑，总建筑面积约71224.87nV。结构的平、立面图见图1.1.1和图1.1.2.图1.1.1裙楼平面图I般IE掷鹃蝉建摩匚工XzJ3It产产3千1atF*1Ta亡宁1M1I伫A图11.2塔楼平面图大于相邻上楼层的80%,无楼层承载力突变。3.工程地质概况和基础选型1 .1场地的工程地质及水文地质条件超限设计依据的岩土工程勘察报告其主要内容如下：(1)位置及环境及地形地貌地貌为海成阶地，后经填土整平，形成现有地面，地面标高4.775.52米.(2)岩土物理力学指标地层编号成因类型地层名称桩端士承载力特征值q

4、“.(kpa)桩周士摩阻力特征值(kpa)打入式预制桩、沉管灌注桩冲、挖钻孔灌注桩桩入土深度(米)10米10米15米Qa填土TQ“粗砂含土20-2粗砾砂40-3粘土(含有机质)35-4泥炭质土15Qo,含砂粘土30Q砾质粘性土180020002200120040-1全风化花岗岩25002200602-2强风化花岗岩28002500100-2中风化花岗岩5000(3)场区水文地质条件及基础设计水位的确定a,水文地质特征勘察场地内地下水根据其赋水介质的不同可分为两类：上部为存在于第四系松散地展中的孔隙潜水，T层粗砂含土、-2层粗砾砂是主要含水层，其透水性较强，含水量较丰富：下部为存在于强中风化花岗

5、岩中的裂隙水，其含水性及透水性一股。据本次勘察，场地内各钻孔均见地下水，劭察期间测得其混合稔定水位埋深在2.04-2.80m,相应标高为2603.03m。地下水位受季节及降雨量影响2 .结构超限类型和程度参照“抗规”、“高规”和“省补充规定”仃关规定，本工程结构超限情况见下表。表2.1.1结构超限类型和程度结构形式部分框支剪力揣、多塔结构高度超限Gn）A级高度(99.81=0.420.35,塔楼2：1/B_M=0.480,35)平面扭转不规则扭转位移比（层数）=1.34（31）I类不规则楼板局部不连续是（塔楼平面有效楼板宽度小于开洞处楼面宽度的50%,开洞面积超过该楼层面积的30乐局部位置开洞

6、后楼板最小净宽度小于5m）侧向刚度不规则.,r抗健力构件不连续II类不连续（墙不连续）楼层承载力突变税限情况总结1项（平面凹凸不规则，I类扭转不规则，楼板局部不连续，H类竖向不连续）注：a.结构高度限值按“高规”4.2.2条部分框支剪力墙结构7度R级为IOOnhb.表中复杂高层结构按照“高规”10.1.1条,本结构含有带转换层和多塔结构两种复杂高层结构类型，但未超10.1.4条“不宜同时采用超过两种本节第10.1.1条所指的熨杂结构”的规定：c塔楼楼层平面凹进侧尺寸大于总尺寸35%,属凹凸不规则；d.表中体型不规则程度分类系按照“广东省实施高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）补充规

7、定DBJ/T15-46-2005确定，当0e1/2000时，平面扭转位移比大于1.35且小于1.5为I类扭转不规则。墙不连续为II类竖向不连续；e.各栋塔楼平面有效楼板宽度小于开洞处楼面宽度的50%,开洞面积超过该楼层面积的30%,且局部位置开洞后楼板最小净宽度小于5m；f侧向刚度不规则按照“省补充规定”第3.3.1条，在地震作用下，本工程的层间位移用Qi均小于相邻上层的13倍，和其上相翎三个楼层层间位移角平均值的1.2倍，侧向刚度规则.8.楼层承载力突变按照“省补充规定”第3.3.1条，本工程的抗船力结构的层间受剪承载力均4.2结构布置4.2.1 地下室的结构布置底下室车库的柱网布置根据建筑

8、使用要求，柱网的典型尺寸为1000x1000mm,柱典型截面为1200x1800mm；考虑地下室车库竖向空间的要求，采用主梁+大板的楼盖体系，主梁典型截面为500x800mm,大板厚度不小于200mm。地下室的结构平面布置见图1.2.14.2.2 裙楼的结构布置裙楼的结构布置为了满足商业的大空间要求，仍采用与地下室一致的大柱网尺寸；楼盖则采用受力更合理、更经济的井字形楼盖，楼盖主梁典型截面为500x800mm,井字形梁截面为200x500：楼板厚度取h=100mm,电梯筒外圈剪力墙厚度取60OmIn。耕房结构平面布置见图42.2。由于转换层结构刚度较大，为满足转换层下一层裙楼的层间位移角不大于

9、转换层层间位移角的1.3倍，在第三层裙房增设了几片20OmnI厚的剪力墙，以提高该楼层的抗侧刚度，该层的剪力墙布置见图4.2.3。图4.2.2裙楼结构平面布置b.地下水腐蚀性地卜冰在强透水层中对基础混凝土结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性c.基础设计水位的确定地下水的设防水位标高可按4.5m考虑，抗浮设计水位标高可按3.Om考虑。(4)场地地震效应拟建场区的抗震设防烈度为7度，设计地震分组第一组，场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为H类，无可液化土星.3 .2地基基础设计选型基础类里拟采用静乐式预应力管桩，底板采用梁桩筏基础。4 .结构选型和布置4.1 结构选型

10、本工程底部为商业裙楼，上部两个塔楼为住宅，建筑和使用的要求较高。4.1.1 竖向结构体系的选择由于建筑上下部使用功能的不同，底部:层商业裙房采用框架+核心筒剪力幡的结构形式，以形成更大的建筑使用空间：上部两栋住宅塔楼采用剪力墙结构形式，以有效利用建筑外墙、各户型之间的隔墙来布置典力堵，同时普力墙结构具有较大的抗侧刚度，容易满足上部结构的刚度要求：由于上下部结构形式的不同，利用第四层架空层来设置转换层，以转换竖向布置不连续的竖向抗健力构件。4.1.2 水平楼盖体系的选择均采用现浇钢筋混凝土楼盖，具有良好的整体性。人防地卜定的顶板厚度h=200mm,以承受核爆动荷载的作用，并对早期核辐射进行防护，

11、地下室顶板厚度f250i.裙房楼板厚度h=100mm.第四层转换层楼板厚度h=180mu两栋住宅塔楼楼盖亦采用现浇钢筋混凝土梁板体系,梁宽取同墙宽，以满足心间内不露梁以及单元内加间可灵活分隔的建筑设计意图，楼板厚度h=100mmo调结构平面各部位的相对变形而承担的地熊力。针对该种刚心与质心偏离较大的1形结构平面，采取尽量将抗侧力构件均匀布置在1形平面的两侧，而舍弃高必建筑常用的在平面中间电梯间形成剪力墙核心筒的布置方式，并加强1形平面两端的剪力墙、连梁和1形平面两恻的框架梁刚度，以通过增强结构周边构件的抗恻刚度来加强结构的抗扭刚度。塔楼1形平面两端的剪力墙加厚至300mm,外停的框架梁截面取6

12、00x65Omn1,并且保证外圈框架梁布置连续、闭合,以保证楼面的整体性。在楼板开洞较大位置布置栅格状楼面梁，以增强洞口周边构件的连接。上部住宅塔楼的结构布置如图4.2.5图4.2.6。图4.2.5塔楼奇数层结构平面布置.图4.2.6塔楼偶数以结构平面布置结构自下到上的剪力墙厚度如下表:楼层-24层56层6层以上图4.2.4转换层结构平面布置4.2.4塔楼的结构布置两个住宅塔楼的平面为1形，屈平面凹凸不规则结构，对结构抗扭不利。并旦由于建筑户型布置的需要，塔楼楼板开洞较多，开洞面积已经超过了楼层面枳的30%,局部开洞较大位置楼板的最小净宽度不足5m,属楼板局部不连续.因此为了降低塔楼平面凹凸不

13、规则和楼板局部不连续对结构抗震性能的影响，在进行塔楼的抗恻力构件布置时需考虑尽量降低结构的扭转效应，减少楼板为协转相联及施工模拟.本工程仅在计算扭转位移比时采用刚性楼板假定，其余计算结构位移及构件内力和轴压比时均全楼采用弹性楼板计算.为了准确反映两栋塔楼各自的振动特性，还将本大底盘多塔结构人为切分为两个单株结构后进行各自的振动特性分析。切分的方法为从塔楼与裙房顶板交界处做45度向外斜线交于裙房底部，斜线范围内的构件与上部构件作为一个单栋结构的分析模型。6.1.1地震参数取值本场地“安评报告”中的nax=O.094（规范为0.08）,Tg=O.38s（规范为0.35）,=1.091（规范为09,

14、此值对应的阻尼比为0.05）,如图6.1.1所示，本工程的前三个振动周期在23s之间，该区域的规范反应谙地震影响系数值均比安评反应谱大。通过在ETABS软件中按照上述参数取值，进行结构采用安评反应谱和规范反应谱计算的楼层剪力比较（图6.1.2）,规范反应谱楼层剪力均大于安评反应谱结果,因此在设计中仍取规范反应谱进行计算。局期（$）图6.1.1规范反应谐与安评反应谱的对比剪力墙厚600,200300300,200混凝土材料强度等级如卜表:楼层柱、剪力墙混凝土强度等级梁板混凝土强度等级主体结构23屋面C30地下室C35、4层（转换层）C55,其它C301422C40773C5026C55基础地下室底板、外堵C35（抗漆等级1OMPa）基础垫层C15墙、柱、梁钢筋强度等级，直径16mm及以上为HRB400,直径12mm、14mm为HRB335,直径小于12为HPB235：板筋强度等级为CRB400及HPB235。5 .抗震等级本工程按7度抗震设防、【I类场地，设计地震分组为第一组，设计基本地然加速度为0.1g。抗震设防类别