华润淄博五彩城酒店主楼 超限审查与抗震性能设计介绍2012年10月 上海xx建筑设计有限公司工程概况设计总用地面积5.08公顷 ，建筑面积 37万m2。本工程为大型商业综合体，由地下三层及地上5层商业、29层服务公寓及41层酒店组成，地下部分为三层整体地下室 。地面以上设置两道抗震缝。地下部分平面尺寸东西向长约260m，南北向宽长260m，裙房部分成L型。 酒店主楼结构高度172.6m，41层。工程概况南立面图设计条件和设计参数o根据现行规范，本工程设计使用年限为50年，结构安全等级为二 级 o抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震 分组为第二组；场地类别为II类，水平地震影响系数最大值为 0.08，特征周期值为0.40s ，为抗震一般地段。o裙房高度范围内抗震设防类别为重点设防类(乙类)，裙房以上抗 震设防类别为标准设防类（丙类） o基本风压：50年重现期为0.40 kNm2，100年重现期为0.45 kN/m2，十年一遇风压： 0.30 kN/m2(仅用于舒适度计算) 地面粗糙度：C类 体形系数：按高规第4.2.3条，s1.4。 设计条件和设计参数o根据安评和抗规，采用规范反应谱线形，地震影响系数最大值 及特征周期，小震下按安评报告和规范大值选取，中震、大震下按规范 选取，用于弹性时程分析的地震加速度最大值按规范选取。结构阻尼比 取0.05。 o地震时程波两条人工波： ANPING波 ，RH1TG045（酒店）/RH3TG045 （裙 房）；五条天然波：TH4TG055（酒店）/ TH2TG055 （裙房）， TH2TG090（酒店）/ TH4TG040（裙房）,EL CENTRO DIFF ARRAY, LA HOLLYWOOD STOR LOT, WILDLIFE LIQUEFACTION ARRAY（酒店） /ISABELLA DAM （裙房） 地基基础设计o酒店主楼采用桩侧后注浆嵌岩灌注桩，以中等风化泥岩(11)层作 持力层，单桩承载力特征值按7500kN，桩径1.0m，基础筏板顶 标高为-14.200m,厚度3.2m；o裙房部分采用天然基础，持力层为层粉质粘土，地基承载力特 征值为170kPa，基础筏板厚度800900mm，柱下设反柱帽以 满足底板抗冲切要求，抗浮区域拟采用均布抗拔锚杆。o酒店主楼裙房地下室不设变形缝，考虑到主楼与裙房楼层数相差 较多，基础平面尺寸较大，在主楼与裙房之间设置沉降后浇带。地基基础设计：整体地下室筏板厚度3200mm筏板厚度900mm筏板厚度800mm地基基础设计：酒店主楼上部结构设计:结构选型o结构整体采用现浇混凝土框架核心筒结构体系，框架柱采用劲 性截面，以增加结构延性；内部核心筒为钢筋混凝土；外框架与 内筒之间的梁板为钢筋混凝土。根据需要，部分连梁采用了交叉 暗撑以提高其抗剪承载力 。上部结构设计：竖向功能分布公共区域避难层办公标准层酒店标准层行政套房机房上部结构设计： 典型构件截面尺寸 分段示意核心筒 外圈墙框架柱外围框架梁楼层梁地下3地下1F 9001400X1900 （劲性）500X800500X8001F6F800/8501300X1900 （劲性）500X800500X8007F11F600/7001200X1600 （劲性）500X800600X75012F16F600/7001100X1500 （劲性）500X800600X75017F22F600/7001000X1400 （劲性）500X800600X75023F24F600/700900X1300 （劲性）500X800600X75025F29F500/700800X1200 （劲性）500X800600X75030F36F500/600700X1100 （劲性）500X800600X75037F39F500600X1000 （劲性）500X800600X75040F500800X800/500X500500X800600X750上部结构设计：整体计算模型上部结构设计：弹性计算o 采用SATWE（10版2011年9月）与ETABS（V9.7.0）进行计 算。 o 弹性计算： 质量分布分析 动力特性分析（周期、振型、扭转周期比） 位移和扭转位移比分析 地震剪力和倾覆力矩 剪重比分析 刚度比分析 轴压比分析 风荷载下各项指标及舒适度分析 整体稳定性分析 o 弹性动力时程分析什么是超限高层建筑工程？o 1、房屋高度超过规定的高层建筑 o 2、结构布置特别不规则的高层建筑 o 3、超过规范规定的大跨空间结构结构抗震性能设计的三项工作结构方案分析性能目标选用抗震性能分析结构方案分析o分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求，确定结构设计是否需要采用抗震性能设计，并作为选用抗震性能目标的主要依据。不规则特别不规则严重不规则审查房屋高度结构类型设防标准规则性场地条件设计设计结构方案分析：结构超限类别及程度1、结构高度主楼大屋面高度为172.6m，结构体系为框架-核心筒，超 过高规第3.3.1条A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大 适用高度（7度区最大适用高度130m）的规定。 2、结结构规则规则 性扭转不规则 考虑偶然偏心的最大扭转位移比X向 为 1.36，Y向为1.22偏心布置 裙房高度范围的楼层偏心率大于0.15四层平面图结构方案分析：结构超限类别及程度楼板不连续 2层与4层楼面有大开洞二层平面图结构方案分析：结构超限类别及程度酒店主楼楼板不连续 5层游泳池处楼板局部错层游泳池酒店大堂宴会厅散客区设备间办公室1F5F4F3F2F6F7F8F塔楼偏置其他不规则裙房高度范围，有个别穿层柱；46层有一根斜柱 二层平面图穿层柱斜柱二层平面图七层平面图结构方案分析：结构超限类别及程度结构方案分析:其他特点o 核心筒Y向的高宽比172.6/9=19.212o 平面布置对称缺角结构方案分析：结构超限类别及程度o多项指标超过了建质2010109号令超限高层建筑工程抗震设 防专项审查技术要点中表二的规定，一项指标超过了表三的规 定，平面和竖向均为特别不规则，属于特别不规则结构 。全国超限高层建筑工程抗震审查地省级超限高层建筑工程抗震审查本工程按超限 审查要点性能目标选取o 影响因素：结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈 度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易 程度等各项因素选定。 o 性能目标选取性能目标选取o 关键构件：是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏；例如：底部加强部位的重要竖向构件、水平转换构件及其相连竖向支承构件、大跨连体结构的连接体及其相连的竖向支承构件、大悬挑结构的主要悬挑构件、加强层伸臂和周边环带结构的竖向支承构件、承托上部多个楼层框架柱的腰桁架、长短柱在同一楼层且数量相当时该层各个长短柱、扭转变形很大部位的竖向（斜向）构件、重要的斜撑构件等。o 普通竖向构件：是指关键构件以外的竖向构件；o 耗能构件：包括框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑等。性能目标选取：酒店主楼性能分析性能 目标标性能 水准构件要求多遇地震 （小震）C1全部满足弹性设计 要求设设防地震 （中震）C3关键主楼范围内的剪力墙和框架柱（底部加强区）1.正截面承载力满足不屈服破坏 2.受剪承载力满足弹性 主楼、裙房范围内的穿层柱、斜柱主楼、裙房范围内大跨度、大悬挑构件、转换 梁C3普通主楼范围内的剪力墙（非底部加强区）1.正截面承载力满足不屈服破坏 2.受剪承载力满足弹性 主楼范围内的框架柱（非底部加强区） C3耗能主楼范围内的连梁部分耗能构件进入屈服阶段，但受 剪应满 足不屈服破坏主楼范围内的框架梁 罕遇地震 （大震）C4关键主楼范围内的剪力墙（底部加强区）受剪承载力满足不屈服破坏。主楼、裙房范围内穿层柱、斜柱及框架柱（底部加强区）正截面及受剪承载力满足不屈服破 坏。 主楼、裙房范围内大跨度、大悬挑构件、转换 梁C4普通主楼范围内的剪力墙（非底部加强区）部份竖向构件进入屈服阶段，竖向 构件受剪应满 足抗剪截面要求 ；主楼范围内的框架柱（非底部加强区）C4耗能主楼范围内的连梁大部分耗能构件进入屈服阶段。构 件受剪应满 足抗剪截面要求主楼范围内的框架梁抗震性能分析：分析要点o1、分析确定结构超过本规程适用范围及不规则性的情况和程度；o2、认定场地条件、抗震设防类别和地震动参数；o3、深入的弹性和弹塑性计算分析并判断计算结果的合理性；o4、找出结构有可能出现的薄弱部位以及需要加强的关键部位，提 出有针对性的抗震加强措施；o5、必要时还需进行构件、节点或整体模型的抗震试验，补充提供论证依据；o6、论证结构能满足所选用的抗震性能目标的要求。抗震性能分析：核心筒o核心筒尺寸及混凝土强度等级，外圈墙厚从底部到屋面分为5段： 850mm、800mm、700mm、600mm、500mm。内部墙厚Y 向有三道400mm，其余均较薄为200300mm。混凝土强度等 级分为四段：C60、C50、C40、C30 。裙房高度范围核心筒平面简图抗震性能分析：核心筒墙肢小震有风中震弹性大震不屈服受剪满足要求、不出现拉应力受剪满足要求、拉应力不大于轴心受拉强度标准值.受剪满足要求需提高墙配筋率至0.6%，局部需0.9%中震不屈服 底层正截面计算结果如下：（未注明者竖向配筋率0.6%，型钢为H500X400X35X35）抗震性能分析：中震与大震弹性计算o采用SATWE计算，设置如下： o勾选不屈服或弹性；填写相应的地震影响系数最大值；修改阻尼 比；高规4.3.7抗震性能分析：主楼框架柱o 主楼框架柱采用型钢混凝土柱框架柱在大震作用下，正截面及斜截面承载力验算不 屈服设计，通过SATWE计算后，能够满足要求 抗震性能分析：斜柱o型钢混凝土斜柱抗剪承载力满足中震弹性正截面承载力满足中震不屈服 o与斜柱相连的框架梁抗剪承载力满足中震弹性正截面承载力满足中震不屈服考虑轴力，按压（拉）弯构件配筋 o 斜柱附近楼板加厚楼板应力分析抗震性能分析：斜柱附近楼板应力分析结果X向轴向应力Y向轴向应力最大主应力最大剪应力抗震性能分析：斜柱及穿层柱计算长度系数校核局部分析模型 跨层柱一阶屈曲模态 斜柱 一阶屈曲模态 SAP2000中建立分析模型, 进行屈曲模态分析，分析结果汇总见 下表：项次柱尺寸(mmmm)Pcr （ kN）屈曲因子 L长度 mmL0计算长度 mm计算长度系数跨层柱130019002000663.90312.6011500106070.93 斜柱160016009501688.95289.44605048320.80经核对，上述长度系数均大于SATWE自动计算结果抗震性能分析：大震弹塑性时程分析o弹塑性时程分析方法是考虑结构的弹塑性性质，通过直接输入天然或者人工地震波的方式来得到结构在罕遇地震下构件的性能状况，验证结构是否满足罕遇地震作用下的弹塑性变形要求。o 外部作用结构弹性状态弹塑性状态弹性分析弹塑性分析静力弹塑性分析弹塑性时程分析抗震性能分析：大震弹塑性时程分析o 弹塑性分析方法选择：1、高度不超过150m的高层建筑可采用静力弹塑性分析方法；2、高度超过200m时，应采用弹塑性时程分析方法；3、高度在150m200m之间，可视结构自振特性和不规则程度选择 静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法；4、高度超过300m的结构，弹塑性时程分析应有两个独立的计算进行 校核；5、复杂结构应进行施工模拟分析；6、弹塑性时程分析宜采用双向或三向地震输入。本工程结构高度172.6m,周期大于4S且特别不规则，应采用弹塑性时程分析抗震性能分析：大震弹塑性时程分析o使用程序：中国建筑科学研究院编制的EPDAo 地