天誉四期发展项目初步设计文本doc.docx
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天誉四期发展项目初步设计文本doc
第三章结构篇
3.1概述
3.1.1工程概况
本工程位于广州市天河区天河北路北侧及林和东路东侧交汇处，总建筑面积约为11.4万平方米，其中地上建筑面积约为9.0万平方米，地下建筑面积约为2.4万平方米。
本工程由两栋超高层塔楼和局部四层裙楼组成，地上各层设立抗震缝750mm，其中南塔楼结构共五十层，标准层层高为3.5米，主要屋面高度为186.3米，高宽比约为6.7，结构平面为直角扇梯形，无凹凸。
北塔楼结构四十二层，标准层层高为3.5米，主要屋面高度为158.3米，结构平面为矩形，高宽比约为6.8。
两栋建筑立面上下一致，楼层无收进和挑出。
整个地块范围设六层地下室，作为停车库和功能用房，地下室底板顶面标高约为-24米，地下室各层均不设缝。
图1.1为建筑总平面图及，立面、平面概况见表3.1。
表3.1 立面、平面概况表
塔楼
南塔
北塔
地下室层高
地下6层4.05m；地下5~3层3.25m；地下2层5.30m;地下1层4.90m
高度（m）
186.3
（不含屋顶机房及幕墙）
158.3
（不含屋顶机房及幕墙）
地面以上层数
50
（不含屋顶机房层）
42
（不含屋顶机房层）
结构层高
1层10.5m（含夹层）；2～4层4.50m;5层4.8m;6层4.35m;
5～50层3.5m（南塔）;5～42层3.5m（北塔）
平面长（m）X宽（m）
28.13×47
23.6×38.75
高宽比（窄向）
7.2
6.9
核心筒高宽比
20.7
26.3
图3.1建筑总平面图
3.1.2设计标准和规范
本工程结构设计主要依据的国家标准、行业标准和广东省标准如下：
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T50083-97）
《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006版）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
《地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）
《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
《非承重混凝土小型砌体工程技术规程》（DBJ/T15-18-97）
《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005版）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
广东省标准《建筑地基处理技术规范》（DBJ15-38-2005）
广东省标准《广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规程>〔JGJ3-2002〕补充规定》（DBJ/T15-46-2005）
广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）
《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
3.2设计条件
3.2.1自然条件
本工程结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，特征周期0.35s，抗震设防分类为丙类。
混凝土结构的环境类别：
地下室临水面和露天混凝土结构为二类a组，其余均为一类；建筑结构防火等级为一级；地基基础的设计等级为甲级。
3.2.2荷载取值
基本风压强度验算时按100年重现期的基本风压值0.60kN/m2采用，位移验算时按按50年重现期的基本风压值0.50kN/m2采用，建筑物地面粗糙度为C类。
楼面荷载见下表3.2.2.1所示。
表3.2.2.1楼、屋面荷载标准值表（kN/m2）
类别
面层
（注2）
天花及
设备吊载
间隔墙
（注4）
活荷载
其它
屋面
3.2
0.5
-
2.0（上人）
0.5（不上人）
屋面装饰构架按实际取值
客厅、卧室
1.3
0.5
-
2.0
办公室
1.3
0.5
1.0（注3）
2.5
空中花园
1.3
0.5
-
3.0
绿化和土石荷载按实际计
电梯大堂
1.3
0.5
-
3.5
会所
1.3
0.5
-
4.0
餐厅、咖啡厅
1.3
0.5
1.0（注3）
2.5
厨房
1.3
0.5
-
4.0
卫生间
1.3
0.5
4.0
公共卫生间
1.3
0.5
-
8.0
楼梯
1.0
0.5
-
3.5
首层行车通道、水景、绿化区（室内）
1.75
0.5
-
4.0或5.0施工堆载（注5）
绿化、土石和水景荷载按实际计
首层大堂
1.75
0.5
-
3.5或5.0施工堆载（注5）
类别
面层
（注2）
天花及
设备吊载
间隔墙
（注4）
活荷载
其它
首层地下室顶板（室外）
3.2
0.5
-
4.0或5.0施工堆载（注5）
实际（绿化用之土层荷载）
地下停车场
1.0
0.5
-
4.0（客车）
一般机房
0.6
0.5
-
7.0
水泵房
0.6
0.5
-
10.0
发电机房
0.6
0.5
-
10.0
高低压配电房
0.6
0.5
-
10.0
变压器房
0.6
0.5
-
10.0
制冷机房
0.6
5.0（顶板）
-
8.0
电梯机房
0.6
0.5
-
7.0
设备荷载按实际取值
消防车道
按实际
0.5
-
20.0（双向板）
35.0（单向板）
玻璃幕墙
1.50kN/m2墙面面积
注1：
结构构件自重按实际尺寸取值，上表未包括；
注2：
上表中，所有内装饰层荷载，均应以最终建筑图为准；
注3：
活动间隔墙荷载；
注4：
间隔墙容重按11kN/m2；
注5：
施工堆载不与面层荷载同时考虑。
3.2.3工程场地安全性评价
根据广东省地震工程勘察中心所作《广州市天誉四期发展项目场地地震安全性评价报告》有关结论如下：
工程场地覆盖层厚度13.1~18m，等效波速231.55~264.67m/s，场地土类型中软土~中硬土，场地类别为Ⅱ类。
工程场地63%、10%和2%的地震烈度及基岩加速度峰值PGA如表3.2.3.1所示。
表3.2.3.1
概率（年）
IPGA
63%（50年）
10%（50年）
2%（50年）
概率烈度I
5.55
6.90
7.88
峰值加速度PGA（cm/s2）
27.26
79.64
154.25
工程场地水平的地面加速度峰值平均值如表3.2.3.2所示（cm/s2）
表3.2.3.2
平均值
63%（50年）
10%（50年）
2%（50年）
峰值加速度（cm/s2）
40.79
111.66
207.22
设计地震动参数及其与规范值的对比情况如下表3.2.3.3所示。
表3.2.3.3安评报告与规范地震参数对比
概率（年）
参数
63%（50年）
10%（50年）
2%（50年）
安评
规范值
安评
规范值
安评
规范值
αmax
0.0978
0.08
0.2677
-
0.4969
0.5
Tg（s）
0.35
0.35
0.40
-
0.45
0.35
γ
0.95
0.90
0.95
-
0.95
0.90
场地稳定性评价：
据场地地震测试孔钻探揭露，未发现有活动性断裂通过。
但瘦狗岭断裂带距场地约1.5km，据广州市活动断层探测结果，本断裂应属晚更新世活动断裂，不会对工程构成威胁。
本工程场地没有较厚淤泥、淤泥质土、砂等软弱层，工程场地较为稳定。
3.2.4工程场地地质情况
由广州市城市规划勘测设计研究院为本工程提供的《岩土工程勘察报告》（工程编号：
2008城勘27003）表明，拟建场地地形较为平坦，地面标高在10.76~11.63米之间，属稳定场地。
勘察期间实测钻孔静止地下水位埋深为0.40~5.00米，根据水质分析，本场地地下水对混凝土结构具有弱～中等腐蚀性（属侵蚀性CO2引起的分解性腐蚀），对钢结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性。
钻探所见岩土层自上而下的分布情况和承载力特征值详见下表3.2.4.1，
表3.2.4.1
土层层号
土层名称
状态
埋置深度
承载力特征值
（m）
fak（KPa）
1
杂填土
松散
0~1.8
70
2-1
粉质粘土
可塑
1.8~5.2
130
2-2
粉质粘土
硬塑
—
220
3-1
粉质粘土
可塑
5.2~9.5
140
3-2
粉质粘土
硬塑
9.5~11.8
220
3-3
粉质粘土
坚硬
11.8~14.5
280
4-C
粉砂岩
全风化（坚硬土状）
14.5~15.8
350
4-I
砾岩
强风化（块状、短柱状）
15.8~18.0
400（550）
4-M
细砂岩
中等风化
18.0~18.5
3000
4-S
细砂岩
微风化
18.5~20.8
6000
砾岩
微风化
20.8~23.2
7500
细砂岩
微风化
23.2~27.0
6000
砾岩
微风化
27.0~33.1
7500
注：
土层埋置深度参考18号钻孔。
3.3结构超限类型和程度
参照“抗规”、“高规”和“省补充规定”有关规定，本工程结构超限情况见下表。
表3.3.1 结构体系、抗震等级及结构超限情况表
塔楼栋号
南塔
北塔
结构型式
钢筋砼框架—核心筒结构
高度超限（m）
超B级高度钢筋砼高层建筑
（186.3m>180m）
B级高度钢筋砼高层建筑（130m<158.3m<180m）
是否复杂高层
否
否
塔楼栋号
南塔
北塔
楼板局部不连续
是（三层楼面楼板开洞总面积超过楼面面积的30％，且开洞处形成较多跨层柱）
是（五层楼面楼板开洞总宽度超过楼面宽度的50％）
平面扭转位移比
（所在层数）（对应层间位移角）
平面扭转不规则
1.31（8）
（1/1714）
Ⅰ类扭转不规则
1.18
（1）（1/4150）
否
狭长、凹凸不规则
无凹凸
无凹凸
侧向刚度不规则
否
否
抗侧力构件不连续
否
否
楼层承载力突变
否
否
超限情况总结
超B级高度钢筋砼高层建筑（楼板局部不连续,Ⅰ类扭转不规则，体型一般不规则）
B级高度钢筋砼高层建筑（楼板局部不连续）
注：
a.按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）4.2.2条：
框架—核心筒结构7度B级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高度为180m；
b．表中“复杂高层”按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）10.1.2条确定；
c．北塔五层楼面楼板开洞总宽度超过楼面宽度的50％；南塔3层平面酒店大堂上空部分楼板开洞面积超过楼面面积的30%（图3.3.1~3.3.2），不满足《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》补充规定”第三条”中“表4-1”的楼板连续性要求，但塔楼范围内不存在这种情况；另外，开洞处形成较多跨层框架柱，综合考虑上述两点，本文将楼板定义为局部不连续；
图3.3.1北塔5层楼板开洞示意图
图3.3.2南塔3层楼板开洞示意图
d．表中“平面扭转位移比”按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）4.3.5条:
B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑的楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍;和《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》补充规定”第三条”中“表4-1”确定；
另：
《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》补充规定“第三条”中“表4-1”：
未将该项列入超限内容。
e.侧向刚度不规则按《广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则》补充规定“第三条”中“表4-1”，在地震作用下，本工程的层间位移角θi均小于相邻上一层的1.3倍，和其上相邻三个楼层层间位移角平均值的1.2倍，侧向刚度规则；
3.4结构布置、选型和材料
3.4.1抗震缝的设置
地面以上南塔北塔之间设立一道750mm宽的抗震缝，地面以下不设缝。
3.4.2结构选型
本工程处于天河北路北侧，为酒店式公寓，建筑要求较高，同时，主塔楼核心筒高宽也比较大，在这种情况下，选择何种结构材料,使结构构件的变得轻巧,以减少楼层的自重,发挥材料的性能,并具有较好的经济性，是体现本工程技术先进性的主要因素。
为了弥补核心筒抗侧力能力较差的情况，本工程选用了钢筋混凝土楼盖，框架梁与核心筒和框架柱均刚接，以提高框架部分承担水平荷载的能力。
为了减少由核心筒与框架柱的沉降差产生的酒店层框架梁弯矩，本工程26层（北塔20层）及以下主楼框架柱采用钢骨混凝土柱，26层（北塔20层）以上主楼框架柱采用钢筋混凝土柱，这样选择有以下优点：
1）仅局部采用钢骨混凝土构件，型钢用量少，结构成本、施工和使用阶段维护方面都具有较好的指标；
●通过主塔楼框架柱中设置钢骨（型钢含钢率4%~5%）可以有效控制轴压比，将柱截面控制在建筑允许的范围内，同时也提高了柱的延性；
●现有柱截面型式中，钢骨混凝土柱的轴压比最接近于钢筋混凝土剪力墙，有利于减少核心筒和框架柱间的沉降差，进而可以缩小酒店层梁截面，以满足建筑高标准要求。
综上所述，本工程结构选型可以获得较好的建筑使用空间（梁、柱截面较小），又充分发挥材料的性能，受力合理、经济性也较佳。
3.4.3结构体系
本工程由南北塔楼组成,采用钢筋砼框架—核心筒结构:
1）核心筒为钢筋混凝土（底部加强区埋设型钢）；2）26层（北塔20层）及以下主楼的框架柱为钢骨混凝土柱、其他柱为钢筋混凝土柱，26层（北塔20层）以上主楼框架柱采用钢筋混凝土柱，楼面采用钢筋混凝土楼盖。
3.4.3.1抗侧力体系
钢筋混凝土核心筒是承担地震和风荷载等水平力的主要构件。
南塔结构总高度为186.3米，结构窄向宽度约26米，结构高宽比约7.2；核心筒宽度约9米，核心筒高宽比约20.7。
北塔结构总高度为158.3米，结构窄向宽度约23米，结构高宽比约6.9；核心筒宽度约6米，核心筒高宽比约26.3。
南北塔楼整体高宽比合适，核心筒高宽比偏大。
由于核心筒高宽比过大，是本工程设计的主要难点，结构抗侧力体系中需尽量发挥框架的作用。
3.4.3.2竖向构件
表3.4.3.2.1 主要竖向构件截面（南塔）
构件
-5～-1层
1～5层
6～16层
17～26层
27～38层
39～屋面层
柱截面
1200x1600
（钢骨砼）
1000x1500
（钢骨砼）
1000x1200
（钢骨砼）
900x1200
（钢骨砼）
1000x1200
（钢骨砼）
900x1200
（钢骨砼）
1000x1200
（钢筋砼）
900x1200
（钢筋砼）
900x1200
（钢筋砼）
900x1000
（钢筋砼）
核心筒墙厚
900（X向）
500（Y向）
900（X向）
500（Y向）
800（X向）
500（Y向）
700（X向）
500（Y向）
600（X向）
500（Y向）
500（X向）
500（Y向）
表3.4.3.2.2 主要竖向构件截面（北塔）
构件
-5～-1层
1～5层
6～20层
21～25层
26～30层
31～屋面层
柱截面
1200x1600
（钢骨砼）
1000x1400
（钢骨砼）
800x1400
（钢骨砼）
1000x1200
（钢骨砼）
800x1200
（钢骨砼）
1000x1200
（钢筋砼）
900x1200
（钢筋砼）
800x1200
（钢筋砼）
900x1200
（钢筋砼）
800x1000
（钢筋砼）
核心筒墙厚
750（X向）
450（Y向）
750（X向）
450（Y向）
600（X向）
450（Y向）
500（X向）
450（Y向）
500（X向）
450（Y向）
400（X向）
450（Y向）
-6~-2层裙楼柱截面为800x800mm（钢筋砼），-1~5层裙楼柱截面为700x700（钢骨砼）。
3.4.3.3楼盖体系
地下室部分:
采用钢筋混凝土楼盖。
地下室底板厚约h＝1200mm，为平板结构。
地下五层为六级人防顶板，采用梁板结构，板厚h=250mm。
为减少层高及地库埋深并增加楼层净空，结合建筑及机电实际情况，在地下二层至地下四层采用带柱帽无梁楼盖的结构形式，板厚h=200mm，对于跨度较大柱网，为了保持相同的净高，通过局部加高加宽柱帽处理。
首层采用梁板结构，梁截面为500×800mm和700X600mm。
地面以上部分:
采用钢筋混凝土楼盖，板厚h=130mm；南塔3层楼面、北塔5层楼面（裙房开大洞）板厚为150mm，局部200mm；南北塔楼5层楼面（裙房顶）和屋面板，板厚h=150mm。
有关梁板截面尺寸详结构布置平面图。
结构标准层平面图参见图3.4.1~3.4.2。
3.4.3.4地基基础
根据广州市城市规划勘测设计研究院为本工程提供的《岩土工程勘察报告》,经技术和经济对比优化，本工程基础由柱墩（主塔楼部分）+扩展基础（地下室部分）+抗拔锚杆组成。
基础埋深约为26.2米，以4-S层微风化细砂岩体作为基础的持力层。
图3.4.1南塔标准层结构平面布置图
图3.4.2北塔标准层结构平面布置图
3.4.4结构材料
本工程采用钢骨混凝土框架柱、钢筋混凝土框架柱以及现浇混凝土楼板。
3.4.4.1混凝土
表3.4.4.1.1地上主体结构混凝土强度等级（南塔）
分项
建筑层号
梁
楼板
筒体
框架柱
南塔
37层～屋顶
C35
C35
C40
C40
27层～36层
C35
C35
C45
C45
17层～26层
C35
C35
C50
C50
7层～16层
C35
C35
C55
C55
首层～6层
C35
C35
C60
C60
表3.4.4.1.2地上主体结构混凝土强度等级（北塔）
分项
建筑层号
梁
楼板
筒体
框架柱
北塔
37层～屋顶
C35
C35
C40
C40
27层～36层
C35
C35
C45
C45
17层～26层
C35
C35
C50
C50
7层～16层
C35
C35
C55
C55
首层～6层
C35
C35
C60
C60
表3.4.4.1.3地下室部分混凝土强度等级
分项
建筑层号
侧壁
筒体
柱
梁、楼板
地下室部分
首层
C60
C60
C35
（有覆土或室外部分抗渗等级S6）
负一层
C35
（外墙抗渗等级S8）
C60
C60
C35
负六～负二层
C35
（外墙抗渗等级S12）
C60
C60
C35
（底板抗渗等级S12）
注：
水池砼强度等级同楼层梁板，抗渗等级为S6。
3.4.4.2钢筋
热轧钢筋d≥10用HRB335钢，fy=300Mpa，HRB400钢，fy=360N/mm2（用于剪力墙筋、地下室底板<承台>、及地下室各层楼板及地下室侧墙）；d<10用HPB235钢，fy=210Mpa（用于部分楼板。
梁箍筋、局部大样）。
冷轧带肋焊接钢筋网（ΦR）CRB550级，fy=360N/mm2（用于楼板）。
3.4.4.3钢材
钢骨：
采用Q345B级钢材；
3.5抗震设防
3.5.1抗震设防的基本目标
本工程按7度抗震设防、Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.1g。
抗震设防类别为丙类建筑，地震作用及抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
各个阶段其抗震性能目标的具体建议如下表：
表3.5.1.1
地震烈度
（重现期n）
众值烈度/多遇地震烈度
（n=50年）
基本烈度
（n=475年）
罕遇地震烈度
（n≈2000年）
抗震设防目标
无损坏
损坏可修复
不倒塌
层间位移角限值
1/586（南塔）;1/634（北塔）
—
1/100
3.5.2抗震等级
构件抗震等级如下：
结构构件
楼层
剪力墙和框架
-6～-3层
三级
-3～-2层
二级
-1～屋面层
一级
注：
（1）地下部分：
地下室塔楼外的混凝土框架柱的抗震等级为三级。
（2）核心筒底部加强区，跨层框架抗震等级为特一级。
（2）混凝土筒的墙肢轴压比控制按“高规”要求：
特一级剪力墙（包括含型钢的剪力墙）在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比控制小于0.5。
3.5.3结构各关键部位性能目标
针对本工程结构的特点和超限内容，结构各关键部位性能目标如下表。
表3.5.3.1结构各关键部位性能目标及验算结果汇总
构件位置
设定性能目标
验算结果及要求
底部加强区核心筒剪力墙
a）中震弹性
a）采用SATWE计算并配筋；
b）设置钢骨
核心筒连梁
中震作用下可屈服，大震下仍具有一定的竖向承载力
a）按小震计算并配筋；
b）采用构造措施处理，如设置暗撑、钢骨等。
跨层框架柱
a）小震弹性
b）中震弹性
采用SATWE计算并配筋；按分层和倂层计算结果，取最不利值。
北塔核心筒外四片剪力墙
a）中震弹性
A）采用SATWE计算并配筋；
b）设置型钢暗柱与钢梁
3.6弹性计算结果及分析
本说明仅提供弹性计算结果，考虑到结构的复杂性，除作了弹性计算外，还采用ABAQUS软件进行了大震下的弹塑性分析（另详见有关超限送审资料）
3.6.1弹性整体计算
选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件（简化墙元模型）和美国CSI公司的ETABS软件（细分墙元模型，9.1.2中国规范版）。
结构计算考虑偶然偏心地震作用，双向地震作用，扭转耦联及施工模拟。
本工程在结构位移计算中考虑了单向地震作用下偶然偏心时结果，构件内力和轴压比结果则分别取考虑偶然偏心和双向地震时的较大值。
结构的整体计算结果见下表3.6.1.1～3.6.1.2。
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