超限高层结构设计探讨——以万科广场5号楼为例.pdf

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1、至Q!主生箜2塑【篁箜!丝塑1江酉建挝．——————————————：壅篁量塑型!坠超限高层结构设计探讨■张顺火■尚建筑(福建)建筑工程设计有限公司。福建福州350000摘要：结构设计时应遵循“小震不坏，大震不倒”的设计原则，特别是超限高层建筑。超限高层一般都具有凹凸不规则的特点，在设计时必须进行结构加强措施。本文结合万科广场5#楼工程案例，对超限高层的主体结构采用SATWE及PMSAP两种计算软件对超限高层结构的弹性时程进行分析对比，确定结构设计方案的可行性进行探讨。关键词：高层结构超限弹性分析1工程概

2、况万科广场06#地块位于厦门市集美区后溪镇厦门北站东南侧，沈海高速与泉厦高速交汇处北侧。项目总用地42240m2，总建筑面积为285000m2，本工程由8栋住宅楼(1#、2#、3#、5#、7#、8#、9#、10#楼)、l栋幼儿园及多栋2～5层的商业楼组成。整个地块除了幼儿园用地外均设满堂两层地下室，地下室功能主要为停车库、民防地下室及设备用房。住宅楼5、7、8、9}}楼均为地上49层，房屋高度为139．550m。地下部分为两层地下室，基础埋深为10．9m，本案例以5#楼为例。2基本设计参数本工程建筑物为丙

3、类建筑。本工程结构的设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级。本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0．159，地震分组为二组。依据{2012JP05地块06子地块岩土工程详细勘察报告书》，本工程为Ⅲ类场地，厦门地区50年一遇基本风压为0．80kN／m2，地面粗糙度按B类考虑；体型系数为1．4。本工程结构的正常使用极限状态按50年一遇基本风压计算，而承载力设时按50年一遇基本风压的1．1倍采用。3结构选型3．1基础设计经对场地土质条件及施工条件综合分析，5}}、8#、9}}楼拟采用桩径45

4、0。450预制方桩基础，桩身混凝土强度为C50，桩端持力层为⑥一l土状强风化花岗岩，桩长约20～30m，单桩竖向抗压承载力特征值取值为2650KN，单桩水平承载力特征值取值为65KN。根据地质报告揭示7}}楼场地各钻孔点，普遍分布有孤石，拟采用冲(钻)孔灌注桩，桩身直径——以万科广场5#楼为例为1300mm，桩身混凝土强度为C35，桩端持力层为⑦中微风化花岗岩层，桩长约20～30m，单桩竖向抗压承载力特征值取值为11500KN，单桩水平承载力特征值取值为300KN。均为满堂布桩，承台厚度为2200mm．承

5、台混凝土强度为C30。3．2结构体系万科广场06#地块5#标准层投影长度为32．8m，宽度为28．2m，长宽比为1．16。本工程采用剪力墙结构体系，其楼盖采用现浇楼板。依据建筑平面布局设置钢筋混凝土抗震墙，对于较长的墙开结构洞将其分为联肢墙，使各墙段的刚度均匀，由于抗震墙较多，可以构成整体抗侧力很强的体系。在结构设计中在不影响建筑外观的条件下，为了增加结构的整体剐度，减小扭转效应，尽量在建筑物周边布置一定数量的剪力墙，并加厚周边墙体厚度和周边连梁的高度(见图2)。设计中采取措施使地下一层与首层刚度比大于2

6、，并避免在地下室顶板开设大洞口，故上部结构以地下室顶板作为嵌固部位。3．3超限情况小结本工程属于《高层建筑混凝土结构技术规程))JGJ3—2010中的B级高度钢筋混凝土剪力墙结构最大适用高度为150m；结构平面为T形，属于平面不规则中的凹凸不规则类型；经结构计算分析，考虑偶然偏心时楼层的最大水平位移值与该楼层水平位移平均值的比值最大时为1．36大于规范1．2的要求，属于平面不规则中的扭转不规则类型。4主体结构弹性分析主体结构分析采用SATWE及PMSAP进行，并以前者为主，后者为验证。本工程采用中国建研院

7、PKPM工程部的高层建筑结构弹塑性动力分析软件进行结构的弹塑性静力分析；为保证结构的抗震性能，本工程采用SATWE软件对结构进行了剪力墙抗弯承载力按中震不屈服计算和剪力墙抗剪承载力按中震弹性计算，底部加强区部位的竖向构件将以此为依据。4．1计算参数(1)本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0．159，地震分组为二组，特征周期为0．65s(安评报告)；(2)本工程地·—’一一—+_一—-+_一—卜一——卜一—·卜”—·卜”—·卜*+-—-卜”+一—·卜”+一+”+一+-+”+”+一+-+一+-+

8、-+-+一+-+”+-+一+-+一+一+一+一+一+一+-+一+一+一+一+一+一+一+-+”+·需求。根据调查研究显示，在我国平均每年花费在建筑上的能源就占了我国总消耗能源的40％，建筑消耗的经济对我国在经济发展上产生了很大的影响，由于我国人口众多，所以想要一个国家真正的进行发展，实现全面的发展，最终得到共同富裕的结果，就必须选择可持续发展道路，在此基础上就需要在建筑的设计上选择节能型的设计。与此同时，节能型的现代化小区的设