大成金融商務中心結構超限設計可行性論證報告昆明市呈貢區大成置業有限公式深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司2012

年

03

月

31

日大成金融商務中心結構超限設計可行性論證報告審核審定人：張良平專業負責人：王衛忠

鐘玉柏主要設計人：鐘玉柏

尚文紅

邱金明

彭治軍

等建設單位：昆明市呈貢區大成置業有限公司設計單位：深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司2012

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03

月

31

日目錄頁碼報告說明···············································································································································

411.11.2工程概況··············································································································································

4本報告內容和目的······························································································································

52設計依據···············································································································································

62.12.22.3設計規范及標準··································································································································

6相關文件··············································································································································

6主要結構計算軟件······························································································································

634地基基礎和場地地震安全性···············································································································

73.13.2工程地質概況······································································································································

7場地地震安全性··································································································································

8荷載作用及結構材料···························································································································

94.14.24.34.44.54.6樓面荷載··············································································································································

9風荷載················································································································································

10地震作用············································································································································

10混凝土················································································································································

12鋼筋····················································································································································

12鋼材····················································································································································

1256結構布置·············································································································································

135.15.2結構體系············································································································································

13嵌固層················································································································································

13結構超限情況及抗震目標·················································································································136.16.26.3基本情況············································································································································

13超限情況············································································································································

13抗震目標············································································································································

1478主要分析結果·····································································································································

157.17.27.37.4計算分析程序····································································································································

15A

棟計算結果·····································································································································16B

棟計算結果·····································································································································49裙房計算結果····································································································································

77抗震加強措施·····································································································································

98附錄

1：轉換層上下結構側向剛度計算附錄

2：初步設計主要設計圖紙3深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司1報告說明本項目通過設置寬的抗震縫從首層到裙房頂部將結構分為

A

棟、B

棟以及裙房250mm三個獨立的單體。抗震縫處采用雙柱。抗震縫的位置如下圖所示：1.1工程概況大成金融商務中心（呈政儲[2009]012—3

號地塊）位于云南昆明行政中心中央商務區。建設用地性質為商業、金融業用地，用地面積

26105.97

平方米，計容建筑面積130529.80

平方米，總建筑面積

247717.85

平方米，由云南大成房地產開發有限公司建設開發。項目用地大致成長方形，短邊長約

130

米，長邊長約212

米，西臨新區80

米寬主干道彩云南路，北臨城市中央景觀大道，南臨

60

米寬亞廣北路，東臨規劃道路，西面緊鄰地鐵

1

號線“行政中心車站”。片區匯集了行政、金融、商務、總部經濟，主要打造“總部經濟區”建設項目。這里已經成為南亞、東南亞及云南省、昆明市新的總部經濟聚集區。區位優勢明顯。本項目由位于南面的A

座

199.7

米超高層塔樓（34

層以下為辦公，34

層及以上為酒店），地面以上面積

77931

平方米（包括處于抗震縫同側，與其相連的局部裙房）；北面的B

座

141.9

米超高層塔樓（全部為辦公），地面以上面積

42163

平方米（包括處于抗震縫同側，與其相連的局部裙房）；五層地下室及五層裙房組成，其地下三層至地下五層為停車場，地下一層、地下二層及裙房主要由銀行及酒店、商業商務配套設施構成。總平面圖如下：抗震縫的設置位置A、B

棟都采用鋼筋混凝土框架核心筒結構，其中

A

棟由于較高在下部部分樓層采用型鋼混凝土柱，另由于建筑立面需要，A

棟中上部樓層部分外框柱采用斜柱。裙房采用鋼筋混凝土框架結構。總平面圖4深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司1.2本報告內容和目的本報告主要就需要進行抗震專項審查的

A

棟、B

棟以及裙房的設計條件、結構體系、超限條款、主要計算結構、性能評估及采取的加強措施等進行詳細論述，以供超限專項審查參考。本工程效果圖及剖面圖如下：剖面圖大成金融商務中心效果圖5深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司北京邁達斯技術有限公司

Midas/building2011、Midas/Gen7.8北京金土木軟件有限公司

Etabs9.5.6.2設計依據2.1設計規范及標準本項目結構設計主要依據下列國家及地方規范、規程：《工程建設標準強制性條文》《建筑結構可靠度設計統一標準》《建筑結構荷載規范》（2009

年版）GB50068-2001GB50009-2001（2006

年版）GB50007-2002GB50223-2008GB50011-2010GB50010-2010JGJ3-2010《建筑地基基礎設計規范》《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》《混凝土結構設計規范》《高層建筑混凝土結構技術規程》《人民防空地下室設計規范》《型鋼混凝土組合結構技術規程》《建筑工程設計文件編制深度規定》《鋼結構設計規范》GB50038-2005JGJ138-2001（2008

年版）GB50017–20032.2相關文件住房和城鄉建設部建質[2010]109

號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》；巖土工程勘查報告由國家林業局昆明勘察設計院于

2011

年

11

月提供，為《昆明呈貢區大成金融商務中心（施工圖設計階段）巖土工程詳細勘察報告》及其修改變更通知單；云南省地震工程研究院于2011

年9

月提供《大成金融商務中心工程場地地震安全性評價報告》；2.3云南省地震局“關于大成金融商務中心工程場地地震安全性評價報告的批復”。主要結構計算軟件中

國

建

筑

科

學

研

究

院

編

制

的

《

高

層

建

筑

結

構

空

間

有

限

元

分

析

與

設

計

軟

件

》SATWE(2011.9)；6深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司3地基基礎和場地地震安全性第⑥層粘土平均厚度9.98

米,本層進尺占鉆探總進尺的6.2%,為勘探深度范圍內的主要地第⑥-2

層粉砂平均厚度2.71

米,本層進尺占鉆探總進尺的1.1%,為勘探深度范圍內的局部層。3.1工程地質概況出露地層。3.1.1

場地地質條件第⑥-3

層泥炭質土平均厚度3.29

米,本層進尺占鉆探總進尺的

0.7%,為勘探深度范圍內的局部出露地層。根據國家林業局昆明勘察設計院于

2011

年

11

月提供的《昆明呈貢區大成金融商務中心（施工圖設計階段）巖土工程詳細勘察報告》及其修改變更通知單，場地內地層主要有：第⑦層粉砂平均厚度14.69

米,本層進尺占鉆探總進尺的4.4%,為勘探深度范圍內的主要地層。第①層粉質粘土平均厚度1.37

米,為勘探深度范圍內的局部出露地層；第②層含礫粘土平均層底深

12.97

米;各孔揭露累計厚度

7.60～13.90

米,平均厚度11.56

米,本層進尺占鉆探總進尺的

16.1%,為勘探深度范圍內的主要地層。第⑦-1

層粘土平均厚度

6.56

米,本層進尺占鉆探總進尺的

3.1%,為勘探深度范圍內的主要地層。第②-1

層粉細砂平均厚度1.35

米,本層進尺占鉆探總進尺的0.5%,為勘探深度范圍內的局第⑦-2

層泥炭質土平均厚度1.63

米,本層進尺占鉆探總進尺的

0.2%,為勘探深度范圍內的局部出露地層。部出露地層。第③層粘土(平均厚度14.94

米,本層進尺占鉆探總進尺的20.7%,為勘探深度范圍內的主要第⑧層殘積土平均厚度4.49

米,本層進尺占鉆探總進尺的1.3%,為勘探深度范圍內的局部出露地層。地層。第③-1

層粉砂平均厚度

3.76

米,本層進尺占鉆探總進尺的

5.2%,為勘探深度范圍內的主要第⑧-1

層全風化砂泥巖平均厚度

4.59

米,本層進尺占鉆探總進尺的

1.4%,為勘探深度范地層。圍內的局部出露地層。第③-2

層礫砂平均厚度0.92

米,本層進尺占鉆探總進尺的0.3%,為勘探深度范圍內的局部第⑧-2

層強風化砂泥巖平均厚度

4.22

米,本層進尺占鉆探總進尺的

0.9%,為勘探深度范出露地層。圍內的局部出露地層。第③-3

層泥炭質土平均厚度2.36

米,本層進尺占鉆探總進尺的3.3%,為勘探深度范圍內的3.1.2

地下水文情況主要地層。地下水類型：

勘察場地在勘探深度范圍內,地下水屬潛水型、弱承壓水型孔隙水。第④層粘土平均厚度10.14

米,本層進尺占鉆探總進尺的

14.1%,為勘探深度范圍內的主要地層。含（隔）水層組：

依據各地層孔隙、裂隙發育程度、物質成分、賦水性等因素，可判定其含（隔）水特征。本場地主要含水層或透水層為第②-1

層粉細砂、第③-1

層粉土夾粉砂、第③-2

層礫砂、第④-1

層粉土夾粉砂、第⑤-2

層粉土夾粉砂、第⑥-2

層粉細砂、第⑦層粉細砂、第⑧層殘積土、第⑧-1

層強風化砂泥巖,主要隔水層為第①層粉質粘土、第②層含礫粉質粘土、第③層粘土、第③-3

層泥炭質土、第④層粘土、第④-2

層泥炭質土、第⑤-1

層粘土、第⑤-3

層泥炭質土、第⑥層粘土、第⑥-3

層泥炭質土、第⑦-1

層粘土、第⑦-2

層泥炭質土、第⑧-2

層中風化砂泥巖。第④-1

層粉砂平均厚度0.92

米,本層進尺占鉆探總進尺的0.2%,為勘探深度范圍內的局部出露地層。第④-2

層泥炭質土平均厚度3.46

米,本層進尺占鉆探總進尺的

4.8%,為勘探深度范圍內的主要地層。第⑤-1

層粘土平均厚度5.53

米,本層進尺占鉆探總進尺的

7.7%,為勘探深度范圍內的主要地層。地下水的補給：

場地地下水主要由大氣降水、農田灌溉水、附近地表水補給。第⑤-2

層粉砂平均厚度4.96

米,本層進尺占鉆探總進尺的

5.8%,為勘探深度范圍內的主要地下水的徑流：在松散地層中的孔隙水，其徑流方式主要是由高水位向低水位呈面狀流動。地層。第⑤-3

層泥炭質土平均厚度1.46

米,本層進尺占鉆探總進尺的

0.3%,為勘探深度范圍內的地下水的排泄主要有兩種方式：局部出露地層。7深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司工程場地地震安全性評價報告基本數據及地震影響系數取值如下：a）垂直方向排泄：松散地層中的孔隙水，水量多具季節性，雨季水量大，旱季水量小，存在垂直向上蒸發排泄、以及垂直向下徑流排泄兩方式。50年

超

越

概

率設計地震動參數b）水平方向排泄：地下水在重力作用下，沿一定水力梯度由高水位向低水位、并且63%0.72782.2510%2.33402.252%4.22842.25往往由高地勢向低洼地排泄，本場地地下水在水平方向上由東南向西北方向流動。Amax(m/s2)本場地環境分類屬于Ⅱ類環境。本地下水對混凝土的腐蝕等級為微腐蝕，可不采取特殊防護措施。對混凝土中鋼筋的腐蝕為微腐蝕。βTg

(sec)0.450.450.503.1.3

地基基礎αmax0.1670.5350.970地基基礎設計等級為甲級。建筑樁基安全等級為一級。3.1.4

基礎選型規范譜同安評譜的比較如下圖所示。從圖中可以看出：規范譜稍小于安評譜。根據建筑抗震設計規范（GB50011-2010）統一培訓教材，在小震作用下采用安評譜或者安評譜對應的加速度峰值，中震和大震下的分析采用規范譜或者規范譜對應的加速度峰值。根據地質勘察報告，本工程主樓基礎擬采用復合樁基，樁采用人工挖孔灌注樁，樁長約30m，以5-1

粘土層和5-2

粉砂硬質土層為持力層.裙樓基樁為筏板基礎，抗浮部位采用長螺旋鉆孔灌注樁作為抗拔樁。計算參數及承載力詳下表。基樁計算參數表主樓部分復合樁基裙房及地下室部分筏板基礎基礎類型（長螺旋鉆孔灌注樁抗拔）粘土層樁端持力層5-1

粘土層和5-2

粉砂硬質土層采用無梁樓蓋結構，人防區板厚

350mm，其他區域

250mm（預定），人防區柱帽處加厚為800mm，非人防區柱帽處加厚為600mm.地下五層~地下三層主要截面地下二層頂板：(1)主梁300mmx800mm,次梁

250mmX600mm

板厚120mm；地下一層頂板

(2)主梁

500mmx1000mm,

次梁300mmX700mm；板厚180mm。地下二層~地下一層主要截面φ1200mm~1300mmφ400mm（擴大頭

2500mm）樁徑單樁承載力特征值(kN)11000~13000500（抗拔）多遇地震下兩者比較筏板厚度2000mm~3000mm

厚1000mm3.2場地地震安全性根據《建筑抗震設計規范》GB50011-2010

和安評報告，本項目抗震設防烈度為8

度，設計地震分組為第三組，場地土類型為粉質粘土（含礫粉質粘土、粘土、粉砂、泥炭質土、殘積土等），建筑場地類別為II

類；本場地沒有砂土液化和軟土震陷問題，適宜建設本工程。8深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司4荷載作用及結構材料4.1樓面荷載非承重墻砌體(自重為干容重)及附加恒載位置墻材料自重砌體強度等級

砂漿等級≥MU5

≥M5砌體抗壓強度等級墻砌體輕質墻體≤7.0KN/m3≥1.5MPa吊頂(恒):0.60

kN/m2；樓面活荷載一覽表活荷載標準值組合值頻遇值準永久值系數序系

數系

數類

別號ψcψf(kN/m2)0.5ψq1.不上人屋面上人屋面0.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.50.50.60.50.70.60.50.50.70.70.60.0設防烈度地震下兩者比較2.2.03.02.04.02.02.03.54.020.00.40.50.40.70.50.40.30.60.60.53.屋頂花園、露臺酒店客房、辦公等廚房4.5.6.衛生間7.一般樓梯、走道人流可能密集的樓梯停車庫、車道(室內)室外消防車道地下室頂板（有覆土）8.9.10.11.按實際覆土重量12.13.14.15.16.地下室頂板（架空層）空調機房、電梯機房發電機房、水泵房、變配其它設備用房4.07.00.70.90.70.90.70.60.90.90.90.60.50.80.90.80.510.05.0罕遇地震下兩者比較商業3.5注：1).活荷載分項系數為1.42).水箱間、設備荷載、地下室頂板花園環境樹木等按實際荷載作用。3).室外車道考慮消防車，適用于滿載重量為

300kN

的大型車輛。9深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司4).消防車、柴油發電機、冷凍機、電梯機房主機等荷載乘動荷系數

1.2。5).地下室頂板考慮施工荷載

10kN/m2，裙房屋頂考慮施工荷載

4kN/m2。6).地下室外墻考慮室外地面荷載=10(20)kN/m2（行車時按車輛荷載復算）。7).

室外消防車道對雙向樓蓋的梁應取16kN/m2。8).大商業靈活隔斷考慮

1.5kN/m2

荷載。4.2風荷載人工波1人工波2根據《建筑結構荷載規范》（GB5009-2001）2006

年版規定，有關風荷載取值如下：基本風壓：變形驗算采用按50

年重現期風荷載，基本風壓值

Wo=0.30kN/m2承載力驗算采用

50

年重現期風荷載的1.1

倍即

Wo=0.33kN/m2地面粗糙度：B

類風荷載體型系數：

1.4風振系數及風壓高度變化系數：按《建筑結構荷載規范》(GB

50009-2001)

（2006

年版)規定取值。人工波3人工波擬合譜同安評譜及規范譜比較人工場地波4.3地震作用根據《建筑抗震設計規范》（GBJ5011-2010），地震作用采用以下參數進行計算：抗震設防烈度為8

度。設計基本地震加速度值為

0.20g，特征周期值0.45s。建筑場地類別為Ⅱ類場地，設計地震分組為第三組。采用《建筑抗震設計規范》規定的水平地震影響系數曲線，結構阻尼比：天然波1

主方向天然波1

次方向多遇地震：0.05；罕遇地震：0.05多遇地震下（小震），水平地震影響系數最大值為

0.16（安評為

0.167）；設防地震下（中震），水平地震影響系數最大值為

0.45（安評為0.535）；罕遇地震下（大震），水平地震影響系數最大值為

0.90（安評為

0.970）。計算地震作用時采用的重力荷載代表值包括

100%恒載及50%活載。采用振型分解反應譜法計算地震作用，采用振型數量保證質量參與系數達到

90%以上。用于本工程的時程波曲線包括三條安評單位提供的地面人工波，以及另外五條天然波，時程曲線圖如下所示。從時程波傅立葉變換譜同規范反應譜以及安評反應譜對比可以看出，所選天然波以及人工波滿足規范要求。天然波1

豎向天然波1

擬合譜同安評譜及規范譜比較安評天然波

110深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司天然波2

主方向天然波2

次方向天然波4

主方向天然波4

次方向天然波2

豎向天然波2

擬合譜同安評譜及規范譜比較天然波4

豎向天然波4

擬合譜同安評譜及規范譜比較安評天然波2安評天然波

4天然波3

主方向天然波3

次方向天然波5

主方向天然波5

次方向天然波3

豎向天然波3

擬合譜同安評譜及規范譜比較天然波5

豎向天然波5

擬合譜同安評譜及規范譜比較安評天然波3安評天然波

511深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司4.4混凝土抗拉、抗壓和抗彎fy/f端面承壓(刨平頂緊)fce鋼

材厚度或直徑(mm)抗fv剪牌

號結構構件所選用混凝土將不低于C30，根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)，

混凝16235/215225/205215/200205/190345/310325/295295/265275/250345/315345/315335/305325/295390/350370/335350/315330/295390/350390/350380/342370/333125120115110180170155145180180175170205190180170202202197192325325325325400400400400420420420420415415415415417417417417>16～40>40～60>60～10016土材料特性參數如下：Q235

鋼標準值

(N/mm2)設計值

(N/mm2)彈性模量Ec

(N/mm2)強度等級fckftkfcftC30C35C40C45C50C6020.123.426.829.632.438.52.012.202.392.512.642.8514.316.719.121.123.127.51.431.571.711.801.892.043.00

x

1043.15

x

1043.25

x

1043.35

x

1043.45

x

1043.60

x

104>16～35>35～50>50～10016Q345

鋼Q345GJ

鋼*Q390

鋼>16～35>35～50>50～10016素混凝土密度：23kN/m3；鋼筋混凝土密度：25kN/m3。>16～35>35～50>50～10016設計耐久年限為100

年的結構，混凝土中最大氯離子含量為

0.06％。當使用堿活性骨料時，混凝土中的最大堿含量為

3.0kg/m3。地下結構及水箱根據埋置深度選用設計抗滲等級為P6～P10

的防水混凝土。>16～35>35～50>50～100Q390GJ

鋼**4.5鋼筋型鋼鋼號：所有熱軋型鋼按GB/T

11263-2005鋼筋材料應符合GB1499

及GB50010

的相關規定鋼筋的使用應符合符合《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)的要求。鋼筋密度：78.5

kN/m3*強度參數按

《鋼骨混凝土結構技術規程》(YB9082-2006)**

抗拉按《建筑結構用鋼板》(GB/T

19879-2005)直徑(mm)標準值fyk

(N/mm2

)設計值f

/f

’(N/mm2)彈性模量Es(N/mm2)鋼筋種類符號yyHPB300HRB335HRB4006～226～506～50300335400270

/

2702.1x1052.0x1052.0x105300

/

300360

/

360HRB5006～50500435/4102.0x1054.6鋼材結構用鋼材設計值參數按《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)取值如下：鋼材強度設計值(N/mm2)抗拉、抗壓和抗彎端面承壓(刨平頂緊)fce鋼

材厚度或直徑(mm)抗fv剪牌

號fy/f12深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司6結構超限情況及抗震目標5結構布置6.1基本情況5.1結構體系5.1.1

概述項目大成金融商務中心A\B

棟：鋼筋混凝土框架核心筒結構裙房：鋼筋混凝土框架8本項目中南面的A

座塔樓地面以上高199.7

米，屬于超B

級高度超高層建筑；北面的B

座塔樓地面以上高141.9

米屬于超

B

級高度超高層建筑；裙房五層，高度

25.4

米；地下室五層。結構類型設防烈度5.1.2

塔樓抗側力體系A、B

棟都采用鋼筋混凝土框架核心筒結構，其中

A

棟由于較高在下部部分樓層采用型鋼混凝土柱，另由于建筑立面需要，A

棟中上部樓層部分外框柱采用斜柱。裙房采用鋼筋混凝土框架結構。如前面所述，A、B

棟以及裙房通過兩條抗震縫分為三個獨立的單體，抗震縫從裙房頂部一直向下延伸到嵌固層。A

棟：框架特一級/剪力墻特一級B

棟：框架一級/剪力墻特一級裙房：框架一級抗震等級5.1.3

樓面體系建筑結構抗震設防類別安全等級A

棟為丙類、B

棟為丙類、裙房為丙類二級樓板體系的確定是與建筑的整體結構體系、平面功能布置、機電要求，尤其與層高、凈高要求密切相關，結合本工程的特點，樓面體系采用鋼筋混凝土現澆梁/板體系。6.2超限情況混凝土樓板的厚度為：嵌固層樓板（結構嵌固層）–180~200

毫米根據結構平面布置及程序分析結果，本工程的超限情況詳見下表：樓板面大開洞周邊樓板、核心筒內樓板–為150

毫米。地下室無梁樓蓋樓板–250~350

毫米A

棟超限情況：序號超限類型超高涵義塔樓超限判斷其他部位–120~150

毫米，其中核心筒收進層上下各一層相應部位樓板厚為

150

毫米.18

度區B

級高度限值為140

米超

B（高度

199.7

米）5.2嵌固層以下本報告中的層以計算模型中的層數描述為準。計算分析表明，地下一層的樓層側向剛度大于一層樓層側向剛度的2

倍（《高規》5.3.7

條），具備了作為嵌固層的必要條件。首層結構采用梁板體系，板厚為

180mm，且樓板無大開洞存在。序號不規則類型扭轉不規則涵義塔樓超限判斷扭轉位移比

1.50>

1.2在設計中已考慮地下一層豎向構件截面設計符合《抗震規范》6.1

節要求，按框架柱特一級（B

棟為一級），剪力墻特一級設計，在施工圖設計階段，我們還將考慮：（超過

1.4

的樓層都滿足本層層間位移角小于規范限值

40%）2考慮偶然偏心的扭轉位移比大于

1.2地下一層柱每側縱向鋼筋面積，不小于相應首層柱每側縱向鋼筋面積的

1.1

倍。首層板雙層雙向配筋，配筋率不小于

0.25%。有效寬度小于50%，開洞面積大于30%，錯層大于梁高34樓板不連續其他不規則二層樓面存在大開洞存在斜柱由此可以判定：首層可以作為上部建筑結構的嵌固層。如局部的穿層柱、斜柱、夾層、個邊構件錯層或轉換13深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司B

棟超限情況：性能水準

1：指結構在地震后完好、無損傷，一般不需修理即可繼續使用，人們不會因結構損傷造成傷害，可安全出入和使用。序號超限類型涵義塔樓超限判斷性能水準

3：地震后結構的薄弱部位和重要部位的構件輕微損壞，出現輕微裂縫，其他部位有部分選定的具有延性的構件發生中等損壞，出現明顯的裂縫，進入屈服階段，一般修理后可繼續使用。1超高8

度區

B

級高度限值為140

米超

B（高度

141.7

米）性能水準

4：結構在地震下發生中等的破壞，

多數構件輕微損壞，出現輕微裂縫，部分構件中等損壞，進入屈服，有明顯的裂縫，需要采取安全措施，人們不能安全出入；經修復或加固后才可繼續使用。序號不規則類型涵義塔樓超限判斷23扭轉不規則樓板不連續考慮偶然偏心的扭轉位移比大于

1.2扭轉位移比

1.38>1.2抗震設計要求及性能目標有效寬度小于50%，開洞面積大于30%，錯層大于梁高花園上空樓層存在樓板大開洞地震烈度（重現周期）規范抗震概念性能等級1＝多遇地震（T=50

年）小震不壞2＝設防烈度（T=475

年）中震可修3＝罕遇烈度（T=2475

年）大震不倒裙房超限情況：充分運行A

棟：1/616B

棟：1/800裙房：1/550基本運行生命安全序號不規則類型涵義塔樓超限判斷A、B

棟：1/100裙房：1/50允許層間位移-------------123扭轉不規則樓板不連續構件間斷考慮偶然偏心的扭轉位移比大于

1.2扭轉位移比

1.44>

1.2最小樓板有寬度為

45%局部框架柱轉換抗彎不屈服抗剪不屈服允許抗彎屈服抗剪不屈服抗彎中震不屈服抗剪彈性部分屈服控制塑性變形部分屈服有效寬度小于50%，開洞面積大于30%，錯層大于梁高底部加強區核心筒外墻底部加強區核心筒內部墻肢塔樓外框柱彈性彈性彈性彈性彈性上下墻、柱支撐不連續，含加強層、連體類控制塑性變形部分屈服根據超限情況詳細分析表可知

A

棟、B

棟以及裙房均屬超限高層建筑結構，應進行超限高層控制塑性變形部分屈服抗震專項審查，但都不屬于嚴重不規則建筑。6.3抗震目標裙房鋼筋混凝土框架柱中震不屈服控制塑性變形部分屈服本項目的抗震設計在滿足國家、地方規范外，將根據性能化抗震設計的概念進行設計。裙房大跨度梁和長懸臂梁以及型鋼混凝土柱抗彎中震不屈服抗剪彈性本工程房屋高度為超B

級高度，不規則性超過適用范圍較少，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010），進行抗震性能評估時，其性能目標可定為性能

C。控制塑性變形允許大部分進入塑性進行耗能性能目標C

是指小震下滿足結構抗震性能水準

1

的要求，中震下滿足性能水準

3

的要求，大震下滿足性能水準

4

的要求。連梁彈性彈性允許部分屈服部分屈服其他（梁，普通剪力墻）允許進入塑性14深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7主要分析結果樓板主要整體計算方法程序彈性不屈服允許進入塑性彈性反應譜彈性時程彈性反應譜彈性時程7.1計算分析程序動力彈塑性時程分析分別使用MIDAS--Building2011

及SATWE（2011

年

09

月版）兩種三維空間結構分析程序進SATWE/MIDASMidas/EtabsMIDAS行計算比較，按振型分解反譜法進行抗震計算，模型主要輸入參數詳見下表：輸入參數A

棟、框架核心筒（復雜高層結構）結構類型B

棟：框架核心筒裙房：框架結構嵌固位置首層樓面處地震計算信息單向/雙向/偏心模擬施工加載3豎向荷載計算信息（荷載與剛度分層形成）地震、風力夾角振型組合數振型組合方法設防烈度0°/90°振型參與系數大于90%考慮扭轉耦聯8多遇地震根據安評報告取值設計地震加速度設防烈度地震以及罕遇地震根據規范取值場地土類別周期折減系數設計地震分組連梁剛度折減中梁放大系數0.2Q

調整Ⅱ類A

棟0.80，B

棟0.9，裙房0.75第三組0.82.0是A

棟：剪力墻特一級/框架特一級結構抗震等級B/棟：剪力墻特一級

框架一級裙房：框架一級修正后的基本風壓（KN/m2）地面粗糙類別0.30B風荷載體型系數1.415深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2裙房計算結果7.2.1

簡圖裙房模型透視圖及典型層平面如下：裙房三層透視圖裙房模型圖裙房四層透視圖裙房二層透視圖16深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司1/9999（satwe

最小只能顯示

1/9999

的層間位移角，因此該值不是真實的層間位移角）X

向風Y

向風1/294981/29570風荷載作用1/9999（satwe

最小只能顯示

1/9999

的層間位移角，因此該值不是真實的層間位移角）X

向地震Y

向地震1/

7661/

6111/7901/637地震作用裙房五層透視圖在風荷載及地震作用下，各樓層層間位移角如圖所示：7.2.2

模型分析結果7.2.2.1

裙房周期SATWEMIDAS扭轉系數

周期（秒）

平動系數(X+Y)項目周期（秒）0.83740.73150.67390.27180.254平動系數(X+Y)0.95

(0.00+0.94)1.00

(1.00+0.00)0.15

(0.09+0.06)0.99

(0.00+0.98)0.77

(0.76+0.01)0.28

(0.25+0.02)0.02

(0.02+0.00)0.42

(0.38+0.04)0.96

(0.00+0.96)96.36%T1T2T3T4T5T6T7T8T90.0500.80350.69610.64480.30420.30230.30150.30120.26650.2659X0.91(0.00+0.91)1.00(0.99+0.01)0.09(0.02+0.07)0.01(0.01+0.00)0.64(0.64+0.00)0.20(0.20+0.00)0.53(0.53+0.00)0.12(0.05+0.07)0.14(0.01+0.13)95.94%0.850.010.230.720.980.580.040.24030.18610.17250.1601X質量參與系數93.48%Y96.73%YTt/T10.805<0.900.802<0.907.2.2.2

層間位移角SATWE

計算分析結果與

MIDAS

計算分析結果裙房--風荷載作用下層間位移角裙房—最大層間位移角匯總表層位移角(層數)項目SATWEMIDAS17深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司裙房--地震作用下樓層剪力比較裙房--地震作用下層間位移角由上述圖表可知，SATWE

和MADIS

Building

兩種計算軟件的計算結果基本一致。7.2.2.3

樓層剪力及地震作用下剪重比計算結果表明兩個程序的計算結果吻合。首層地震剪力及剪重比表裙房項目SATWE28417.58233330.6527008.3511.73MIDAS28423.21635626.5928379.6312.78總質量

Wt

(t)X

方向Y

方向X

方向Y

方向X

向總剪力

Q0(kN)Q0

/

Wt

(%)9.5010.18800.41069.4裙房—風荷載作用下樓層剪力比較風作用下底層剪力（kN）Y

向638.4989.518深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2.2.5

軸壓比柱、墻的最大軸壓比詳見下表：首層軸壓比匯總表塔樓號項目裙房柱墻計算最大軸壓比規范限值判斷0.580.65滿足————————————由上表可知柱、墻軸壓比均小于控制軸壓比，塔樓首層豎向構件軸壓比詳見下圖。裙房—剪重比比較本結構底部剪力能滿足《建筑抗震設計規范》GB50011-2010

5.2.5

條的要求，由周期、層間位移角、樓層剪力的對比可知，SATWE

和MADIS

兩種計算軟件的計算結果基本一致。證明兩種軟件的分析都是可靠的，因此下面的指標將只取其中一種軟件的計算結果。7.2.2.4

樓層側向剛度及剛度比根據《高層建筑混凝土結構技術規程》第

3.5.2

條：“對框架結構，樓層側向剛度可取樓層剪力與樓層層間位移角之比，且本層與相鄰上部樓層側向剛度的比值不宜小于

70%，與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于

0.8”。各樓層的剛度比如下圖所示，可見該樓不存在薄弱層。裙房層剛度比曲線19深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2.2.6

位移比在考慮偶然偏心和雙向地震影響下，樓層豎向構件的最大層間位移與該樓層相應平均層間位移的比值均滿足規范不超過1.5

的要求：方向X

向Y

向最大

/

平均1.441.24層間位移角1/

9071/

642規范限值所在樓層不大于

1.5L4不大于

1.5L27.2.2.7

傾覆力矩結構底層傾覆力矩如下表：結構底層傾覆力矩匯總表裙房—風作用下樓層彎矩裙房項目方向SATWE7.2.2.8

傾覆驗算地震作用總傾覆力矩（kN.m）X

向Y

向X

向Y

向592454.88489308.9112941.7裙房傾覆驗算抗傾覆力矩Mr

(KN.m)傾覆力矩

Mov(KN.m)比值項目X

向風荷載風荷載作用總傾覆力矩（kN.m）Mr/Mov10601.69111242.011513305.08703032.010997475.014140.311278.2590601.9478858.1644.351020.8414.74Y

向風荷載X

向地震Y

向地震SATWE22.977.2.2.9

整體穩定驗算與P-Δ效應裙房SATWEMIDASEjd/GH2=83.50

滿足要求Ejd/GH2=

62.16

滿足要求

Ejd/GH2=

70.54

滿足要求X

向剛重比穩定性Ejd/GH2=79.85

滿足要求Y

向剛重比驗算是否考慮重力二階效應否否結構兩個方向的剛重比均大于

10，滿足《建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）5.4.4條規定的結構整體穩定10

的限值規定，且結構剛重比Di/Gihi

大于20，因此可不考慮重力二階效應。裙房--地震作用下樓層彎矩20深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2.3

彈性時程分析7.2.3.1

概述及分析結果本建筑為復雜建筑結構，根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)5.1.4

條規定,應采用彈性時程分析法進行補充分析。采用中國建筑科學研究院編制的結構分析程序

SATWE

進行計算，建立分層模型，將各樓層的質量集中于樓層處，形成彈性多質點體系，然后輸入地震波（數字化地震地面運動加速度）進行時程分析，可得結構各點的位移、速度和加速度反應，由位移反應計算結構內力。輸入7

條地震波，由安評提供，2

條為場地人工波（人工波

1

和人工波

2），另

5

條為安評天然波（天然波

1、天然波2、天然波

3、天然波4

和天然波5），按8

度地震，Ⅱ類場地多遇地震進行彈性時程分析。裙房--時程與反應譜分析結果對比表作用工況時程波主方向為0

度方向時程波主方向為90

度方向時程基時程基平均值/平均值/底剪力/反應譜基底剪力

0.65--底剪力/反應譜基底剪力

0.65--基底剪力反應譜基底剪力0.8基底剪力反應譜基底剪力0.8(kN)(kN)反應譜

33330.65人工波

1

29261----27008.3528320.521913.927161.322018.833919.633450.117622.526343.814----最大層間位移角滿足滿足人工波

2

31586.6天然波

1

21942.5天然波

2

27396.9天然波

3

41579.7天然波

4

35664.3天然波

5

34182.4平均值

31659.057滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足--滿足----滿足--滿足裙房各樓層層間位移角圖、最大剪力圖、最大彎矩圖見下圖：最大樓層剪力21深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司1000mmx1600mmSRC

柱中震驗算最大樓層彎矩7.2.3.2

結論中震抗彎不屈服驗算（1）每條時程曲線計算所得結構基底剪力均大于振型分解反應譜法的

65%，七條時程曲線計算所得結構基底剪力的平均值大于振型分解反應譜法的

80%，地震波的選擇滿足規范要求。（2）無論

X

向還是Y

向，七條時程波的基底剪力平均值都小于反應譜計算的基底剪力，因此施工圖設計中將根據反應譜結果進行設計。7.2.4

中震彈性驗算7.2.4.1

型鋼混凝土柱以及鋼筋混凝土柱驗算對于型鋼混凝土柱進行了中震作用下，抗彎不屈服驗算以及抗剪彈性驗算；對裙房主要鋼筋混凝土柱進行了中震作用下抗彎不屈服驗算以及抗剪不屈服驗算。驗算結果如下圖所示，其中

X

軸為彎矩（單位N.m）、Y

軸為軸力，軸壓力為正，軸拉力為負（單位

N）。從驗算結果可以看出，型鋼混凝土柱以及鋼筋混凝土柱滿足設定的中震下抗震性能目標。中震抗剪彈性驗算（沿柱長邊方向剪力驗算）22深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司中震抗剪彈性驗算（沿柱短邊方向剪力驗算）中震抗剪彈性驗算（沿柱長邊方向剪力驗算）1000mmx1500mmSRC

柱中震驗算中震抗剪彈性驗算（沿柱短邊方向剪力驗算）800mmx1500mmSRC

柱中震驗算中震抗彎不屈服驗算23深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司750mmx1600mmSRC

柱中震驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪彈性驗算（沿柱長邊方向剪力驗算）中震抗剪彈性驗算（沿柱長邊方向剪力驗算）中震抗剪彈性驗算（沿柱短邊方向剪力驗算）24深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司中震抗剪彈性驗算（沿柱短邊方向剪力驗算）中震抗剪不屈服驗算1200mmx1200mm

柱中震驗算中震抗剪不屈服驗算1000mmx1000mm

鋼筋混凝土柱中震驗算中震抗彎不屈服驗算25深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司1400X900mm

鋼筋混凝土柱中震驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪不屈服驗算中震抗剪不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪不屈服驗算（沿柱長邊方向剪力驗算）26深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司中震抗剪不屈服驗算（沿柱短邊方向剪力驗算）中震抗剪不屈服驗算900X900mm

鋼筋混凝土柱中震驗算中震抗剪不屈服驗算7.2.4.1

大跨度和長懸臂梁驗算中震抗彎不屈服驗算對于大跨度和長懸臂梁進行了中震作用下，抗彎不屈服驗算以及抗剪彈性驗算，驗算結果如下圖所示，其中

X軸為彎矩（單位

N.m）、Y軸為軸力，軸壓力為正，軸拉力為負（單位N）。從驗算結果可以看出，大跨度和長懸臂梁滿足設定的中震下抗震性能目標。27深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司800mmx1200mm

梁中震不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪彈性驗算600mmx1000mm

梁中震不屈服驗算中震抗剪彈性驗算中震抗彎不屈服驗算600mmx1200mm

梁中震不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪彈性驗算28深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司600mmx1300mm

梁中震不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪彈性驗算400mmx1200mm

鋼筋混凝土柱中震不屈服驗算中震抗剪彈性驗算中震抗彎不屈服驗算600mmX1500mm

梁中震不屈服驗算中震抗彎不屈服驗算中震抗剪彈性驗算29深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2.5

樓板分析7.2.5.1

概述平面樓板開大洞，樓板不連續，樓層樓板受力復雜。針對這些情況，需要進行彈性樓板分析，以確保樓板在中震作用下保持不屈服狀態。7.2.5.2

分析模型與參數采用軟件Etabs

進行彈性樓板分析，分析時采用彈性板（同時考慮樓板平面內和平面外剛度）來模擬彈性樓板，中震反應譜

Y

向作用下，裙房

L1

層樓板應力

S11中震反應譜

X

向作用下，裙房

L1

層樓板應力

S11中震反應譜

Y

向作用下，裙房

L1

層樓板應力

S22中震反應譜

X

向作用下，裙房

L1

層樓板應力

S2230深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司中震反應譜

X

向作用下，裙房

L3

層樓板應力

S11中震反應譜

Y

向作用下，裙房

L3

層樓板應力

S11中震反應譜

X

向作用下，裙房

L3

層樓板應力

S22中震反應譜

Y

向作用下，裙房

L3

層樓板應力

S227.2.5.3

結論從上面圖中可以看出：在設防烈度地震作用下，絕大部分區域樓板面內拉應力均小于

C35混凝土抗拉強度標準值（ftk=2.20Mpa）。這主要是由于除了L1

和

L3

外，結構其它層樓板都較為完整，整體性較好。由分析結果可知現有板厚及配筋能滿足規范要求。31深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司7.2.6

罕遇地震作下非線性地震反應分析與抗震性能評價（2）

結構構件的模擬1

梁柱本部分內容利用軟件MIDASBuilding

驗算結構在罕遇地震作用下的結構抗震性能，考察其是MIDAS

Building的非線性梁柱單元使用了準確性較高的柔度法，可以使用較少的單元得到準確的結果。本報告對混凝土梁柱構件采用修正武田三折線滯回模型，如下圖所示，當初次加載時沿著三折線骨架曲線移動，卸載剛度使用彈性剛度，隨著荷載的加大強度也加大，因此可以用于模擬鋼材的包辛格效應(Bauschinger

effect)。對正向和負向可定義不同的屈服后的剛度折減系數(隨動硬化模型的正向和負向的剛度折減系數相同)。適用于梁、柱、支撐構件。否能夠滿足結構抗震性能目標。7.2.6.1

方法、步驟與參考文獻為達到在罕遇地震作用下防倒塌的抗震設計目標，本節采用以抗震性能為基準的設計思想和以位移為基準的抗震設計方法。基于性能化的抗震設計方法是使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡，強調實施性能目標的深入分析和論證，具體來說就是通過復雜的非線性分析軟件對結構進行分析，通過對各結構構件進行充分的研究以及對結構的整體性能的研究，得到結構系統在地震下的反應，以證明結構可以達到預定的性能目標。結構喪失穩定以致倒塌一般是由于重力作用在有過大側向變形后結構的幾何狀態所引起的，這種效應被廣泛稱作“P-”效應。因此，達到防倒塌設計目標的中心思想是限制結構的最大總彈塑性變形在規定的限值以內。根據中國建筑抗震設計規范（GB50011-2010），取彈塑性最大層間位移角限值為1/50。限制結構的最大彈塑性層間位移角還不足以保證達到防倒塌的抗震設計目的。以結構構件的彈塑性變形和強度退化來衡量的構件的破壞也必須被限制在可接受的限值以內，以保證結構構件在地震過程中仍有能力承受豎向地震力和重力以及保證地震結束后結構仍有能力承受作用在結構上的重力荷載。修正武田三折線滯回模型（3）質量結構的總質量及其分布與結構的重力荷載代表值對應。結構塔樓結構非線性分析模型的總質量約為2.84

萬噸。總質量與SATWE

模型中總質量一致。7.2.6.2

結構非線性地震反應分析模型（1）整體結構模型（4）阻尼為進行結構的非線性地震反應分析，本節建立了結構的三維非線性結構整體分析模型，如下圖所示。該模型與彈性分析的SATWE

模型一一對應，結構整體模型從結構嵌固層開始大震時阻尼按GB50011

–2010

所建議的阻尼比值取為

5%。（5）自振周期與振型在為確保MIDASBuilding

非線性結構模型在構件進入彈塑性階段工作之前，該模型動力特性與彈性的SATWE

模型相一致，采用了MIDAS

Building

求解特征值的功能得到了模型小變形、小應變的周期和振型。在求解特征值的分析中，構件的剛度值取其初始的彈性剛度。（6）地震輸入本報告采用安評報告提供的一條地面設計譜人工波加速度時程記錄（第一條人工波時程曲線）、兩組地面設計譜加速度時程記錄（第2

條天然波和第3

條天然波），阻尼比

0.05。7.2.6.3

非線性動力時程分析非線性動力時程分析是進行結構非線性地震反應分析最完善的方法。這種動力分析方法除去了非線性靜力推覆分析方法的局限性，可以準確體現高振型的影響,也能夠正確地自動地對多向地震輸入的效應進行迭加組合。三維非線性地震反應分析模型32深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司在分析中，重力荷載的施加與地震波的輸入將分兩步進行。第一步，施加重力荷載的代表值。第二步，施加地震作用，地震加速度時程作用在地面節點上，沿整體坐標系

X

或Y

方向。在時程分析中，主方向與次方向的峰值加速度的比值為

1.0

:0.85。7.2.6.4

結構動力彈塑性時程結果-結構層間位移角曲線及整體抗震性能評價下圖

a

、a

給出了結構在一組人工波和兩組天然波作用下

X、Y

方向的最大層間位移角曲線。12以人工波為例，b

、b

給出了結構在X、Y

方向的基底剪力，c

、c

給出了結構在

X、Y

方向1212的頂點位移的時程曲線。最大水平相對位移值以及最大基底剪力值小結下表中。分別輸入沿

X

方向為主的地震波后，結構最大層間位移角分別為

1/231、1/140

和1/149（人工波、天然波

2、天然波3），平均值為

1/165，均小于1/50

限值。分別輸入沿

Y

方向為主的地震波后，結構最大層間位移角分別為

1/152、1/113

和1/164（人工波、天然波

2、天然波3），平局值為

1/139，均小于

1/50

限值。b1.X

向

各樓層最大剪力分布曲線b2.Y

向

各樓層最大剪力分布曲線a1.X

方向最大層間位移角a2.Y

方向最大層間位移角c1.X

向

各樓層最大傾覆彎矩分布曲線c2.Y

向

各樓層最大傾覆彎矩分布曲線33深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司基底剪力和傾覆力矩匯總具有典型代表的人工波的基底剪力時程曲線、基底傾覆力矩時程曲線以及頂點位移時程曲線如下圖所示：X

向最大基底傾覆

Y

向最大基底傾覆X

向最大基底剪力

Y

向最大基底剪力地震記錄力矩力矩及剪重比及剪重比78193KN剪重比28.5%111117

KN剪重比40.5%99043KN剪重比36.1%96118

KN剪重比35.2%88210KN剪重比32.1%104162KN剪重比37.9%73992KN剪重比26.9%88788KN剪重比32.3%人工波天然波

2天然波

3平均值1314894KN.m1871971KN.m1894977KN.m1693947KN.m1385793KN.m1985974KN.m1422209KN.m1597992KN.m7.2.6.5

結構動力彈塑性時程結果-結構構件抗震性能評價為了了解該結構在大震作用下由彈性到屈服以及屈服后階段的全過程的行為；判斷該結構在大震作用下是否存在可能的薄弱區，其薄弱程度如何，本報告進一步闡述如下：基底剪力時程曲線（X

方向）基底剪力時程曲線（Y

方向）（1）連梁、框架梁、框架柱的塑性鉸發展過程及最終塑性分布情況結構在以人工波的作用下，框架梁、框架柱的塑性鉸發展過程如下圖所示。從塑性鉸發展過程圖中可以看出：在4.0s

之前框架梁、框架柱基本沒有進入第

2

階段的塑性鉸，在4.0s~16.0s（時程波第一個波峰）之間框架梁大量出現第

2

階段塑性鉸，而框架柱仍然極少出現第

2

階段塑性鉸，在16.0s

之后，塑性鉸的數量及發展深度變化都不大。可見無論是在在以X

向為主的人工波作用下還是在以

Y

向為主的人工波作用下，框架梁較大部分進入了第二階段塑性鉸狀態，但基本沒有進入第

3

階段的塑性鉸，說明沒有框架梁發生完全破壞。框架柱僅出現少量的第2

階段塑性鉸，且主要分布