建筑結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)說明文本

1、普陀區(qū)長風(fēng)地區(qū)3D地塊商業(yè)辦公樓綜合項(xiàng)目 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)說明一、 工程概況普陀區(qū)長風(fēng)地區(qū)3D地塊商業(yè)辦公樓綜合項(xiàng)目地上部分包含“會展”及“寫字樓”兩個(gè)結(jié)構(gòu)單體。本工程總建筑面積約14.5萬m2, 其中地上約9.6萬m2（會展約4.4萬m2，寫字樓約5.2萬m2），地下約4.9萬m2。會展上部結(jié)構(gòu)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)6層，屋頂設(shè)置平板鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，結(jié)構(gòu)高度約40米，屬于A級高度高層建筑。寫字樓上部結(jié)構(gòu)為雙塔結(jié)構(gòu)，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，雙塔分別為17層(2#樓)和20層(3#樓)，結(jié)構(gòu)高度分別約為73.8米和86.4米，屬于A級高度高層建筑。本工程設(shè)統(tǒng)一地下室，地下室為一整體不設(shè)縫，地下室頂板作為上

2、部結(jié)構(gòu)的嵌固端進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。地下共2層，平時(shí)為車庫，戰(zhàn)時(shí)地下二層局部設(shè)人防，人防設(shè)計(jì)另詳。二、 設(shè)計(jì)依據(jù)、資料1.經(jīng)認(rèn)可的建筑設(shè)計(jì)資料。2.采用的主要規(guī)范、規(guī)程：l 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001）l 建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB50223-2008）l 中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）l 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）(2006年版)l 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）(2008局部修訂版)l 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）l 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）l 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-

3、2002）l 冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 95-2003)l 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）l 建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）l 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）l 地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2008）l 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（上海市工程建設(shè)規(guī)范DGJ08-11-1999）l 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程（上海市工程建設(shè)規(guī)范DGJ08-9-2003）l 業(yè)主提供的由上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司施工的本工程巖土工程勘察報(bào)告（工程編號:2009-G-074）3設(shè)計(jì)荷載荷載取值除特別要求外均按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）(200

4、6年版)（1）風(fēng)荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001），會展的基本風(fēng)壓按50年一遇標(biāo)準(zhǔn)取值，基本風(fēng)壓為W0=0.55kN/m2，寫字樓的基本風(fēng)壓按100年一遇標(biāo)準(zhǔn)取值，基本風(fēng)壓為W0=0.60kN/m2，本工程的地面粗糙度取C類。（2）雪荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001），上海地區(qū)50年一遇的基本雪壓為S0=0.20kN/m2，屋面的基本雪壓與均布活荷載不同時(shí)組合。（3）地震作用根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）(2008局部修訂版)及建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程（上海市標(biāo)準(zhǔn)DGJ08-9-2003），上海市的建筑抗震設(shè)防烈度為7度，第一組，設(shè)計(jì)特征周期為0.

5、9秒，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，類場地。（4）樓面活荷載辦公室、會議室、閱覽室2.0 kN/m2食堂、餐廳2.5 kN/m2門廳、大堂3.0 kN/m2會展（1層）15.0 kN/m2會展（2層、3層）5.0 kN/m2樓梯（非疏散）、走廊、衛(wèi)生間2.5 kN/m2疏散樓梯、疏散性走廊3.5 kN/m2電梯機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、空調(diào)機(jī)房7.0 kN/m2配電間10.0 kN/m2上人屋面2.0 kN/m2屋頂花園3.0 kN/m2不上人屋面0.5 kN/m2車庫（客車）4.0 kN/m2未注明荷載均按有關(guān)規(guī)定、規(guī)范取值。4設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年；會展抗震重要

6、性類別為乙類，寫字樓抗震重要性類別為丙類；地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級為二級。結(jié)構(gòu)抗震等級：會展：會展：框架抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為一級。寫字樓：框架抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為二級。地下室一層有上部結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件抗震等級同相應(yīng)地上結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級，地下室一層超出上部主樓范圍且無主部結(jié)構(gòu)的部分抗震等級為三級，地下二層抗震等級為三級。三、 地質(zhì)情況1土層分布情況根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，本場地處于古河道區(qū)域，第層厚度較厚，有次生硬層4 層分布、第層層頂埋深有一定起伏。擬建場地地基土分布有以下特點(diǎn)：（1）第1層雜填土，上部約1.8m（最深為7.5m）含大量碎磚、碎石、小石

7、子等建筑垃圾，下部以粘性土為主，含有機(jī)質(zhì)條紋及少量貝殼碎屑等雜質(zhì)，土質(zhì)松散，局部表層為厚約10cm砼地坪。其中場地北部大部分范圍內(nèi)受堆土影響，填土厚度較大。第2層浜填土，以粘性土為主，含多量黑色有機(jī)質(zhì)及腐植物等，土質(zhì)軟弱。（2）第1層褐黃灰黃色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，含云母及氧化鐵條紋，土質(zhì)不均，局部缺失。第3-1層灰色砂質(zhì)粉土，含云母、有機(jī)質(zhì)條紋，夾薄層粘性土，局部夾粘質(zhì)粉土及薄層粘性土，土質(zhì)不均。第3-2層灰色粉砂，含云母及有機(jī)質(zhì)條紋，夾薄層粘性土，土質(zhì)不均。（3）第1層灰色粉質(zhì)粘土，含云母、有機(jī)質(zhì)條紋，局部夾少量鈣質(zhì)結(jié)核、腐植質(zhì)等，夾少量薄層粉性土，局部以粘土為主。第1層具有高含水量、高壓縮

8、性、高靈敏度、低強(qiáng)度的特性。（4）第3層灰色粉質(zhì)粘土，含云母、有機(jī)質(zhì)及少量半腐植物根莖及泥鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾多量粉性土，土質(zhì)不均勻。（5）第4層暗綠灰綠色粉質(zhì)粘土（上海地區(qū)俗稱“次生硬土層”），含氧化鐵條紋及鐵錳質(zhì)結(jié)核，夾少量薄層粉性土，土質(zhì)不均。（6）第1層粉砂，含云母，顆粒成分以石英、長石為主，夾較多薄層粘性土，局部缺失。（7）第2層粉細(xì)砂，顆粒成分以石英、長石、云母為主，土質(zhì)均勻致密。該層在場地東北部底部有第2t層粘土呈透鏡體狀分布。（8）第1-1 層粉質(zhì)粘土，含云母、有機(jī)質(zhì)，局部夾少量薄層粉砂，土質(zhì)較均勻。第1-2層粉質(zhì)粘土，含云母、有機(jī)質(zhì)，局部夾較多薄層粉砂，土質(zhì)不均。（9）第2層粉質(zhì)

9、粘土、粉砂互層，含云母及有機(jī)質(zhì)條紋，夾薄層粉砂，具有隨深度增加夾砂漸多、土性漸好的特點(diǎn)，下部局部以粉砂為主，土質(zhì)不均。（10）第1層灰色粉細(xì)砂，顆粒成分以石英、長石、云母為主，夾薄層粘性土及粉性土。第2層灰色含礫中粗砂，顆粒成分以石英、長石、云母為主，局部為礫砂，至95.34m未穿。土層的樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值fs 值和樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值fp值，詳見下表：土層的的壓縮模量下表：根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，本場工程地處于古河道區(qū)域，第3層及以上各土層土質(zhì)軟弱或埋深較淺，均不宜作為本工程的樁基持力層。第4層粉質(zhì)粘土，層頂埋深起伏較大且局部缺失，不宜作為本工程的樁基持力層。第1層粉砂，在場地北側(cè)局部

10、分布，比貫入阻力為5.27MPa，平均標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)36.5擊，土性較佳。第2層粉細(xì)砂，該層層位分布穩(wěn)定，比貫入阻力為11.62MPa，平均標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)41.3擊，土性佳。第1-1層粉質(zhì)粘土，其土性相對較差，一般不宜作為高層建筑樁基持力層。第1-2層粉質(zhì)粘土，層頂標(biāo)高約為-49.04-51.14m，層位分布穩(wěn)定，比貫入阻力為2.46MPa，土性尚可。第2層粉質(zhì)粘土、粉砂互層，層頂標(biāo)高約為-57.02-59.63m，層位分布穩(wěn)定，比貫入阻力平均值為8.10MPa，土性較好，且具有隨深度增加夾砂漸多、土性漸好的特點(diǎn)。2地下水情況根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，地下水高水位埋深取0.5m，低水位埋深取1.

11、5m。擬建場地淺部地下水及土對混凝土無腐蝕性，地下水對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性，在長期浸水環(huán)境下，地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性。3地基土液化判斷情況根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，擬建場地在深度20.0m范圍內(nèi)有第3-1層砂質(zhì)粉土及第3-2層粉砂分布，經(jīng)判別第3-1層為可液化土層，第3-2層為不液化土層。擬建場地為可液化場地，液化等級為輕微，平均液化指數(shù)為2.72，液化強(qiáng)度比為0.97，第3-1層樁基液化折減系數(shù)le為2/3。但液化土層第3-1層埋深較淺，均分布在承臺上方。4不良地質(zhì)情況根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，擬建工程有影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有以下幾個(gè)方面：暗浜、厚層填土和地下障礙物。四、

12、結(jié)構(gòu)體系及計(jì)算依據(jù)1基礎(chǔ)及地下室設(shè)計(jì)上海的大部分地區(qū)地基較為軟弱，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)將根據(jù)總荷載及結(jié)構(gòu)對沉降敏感性的不同而采取不同的基礎(chǔ)形式，根據(jù)本工程的特點(diǎn)，采用樁筏板基礎(chǔ)方案。從基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)造價(jià)、質(zhì)量控制等方面分析，預(yù)制樁較鉆孔灌注樁有較大的優(yōu)勢，在做好對鄰近建構(gòu)筑相關(guān)保護(hù)措施的前提下，本工程初步設(shè)計(jì)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁方案。樁基布置詳見設(shè)計(jì)圖紙。2地下室基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)本工程的基坑開挖深度約10m，開挖深度較深，開挖體量較大，場地情況較復(fù)雜，需對基坑圍護(hù)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。基坑設(shè)計(jì)單位應(yīng)該具有相應(yīng)設(shè)計(jì)資質(zhì)、熟悉同類的場地地質(zhì)，經(jīng)驗(yàn)較為豐富。3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 會展：會展樓結(jié)構(gòu)6層，高約40m，由于

13、建筑功能需要，上部結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)為18m×18m大空間，結(jié)構(gòu)上根據(jù)建筑隔墻布置，設(shè)置適當(dāng)剪力墻，形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。會展高層結(jié)構(gòu)規(guī)則性超限情況如下：a) 樓層的最大彈性水平位移大于該樓層兩端彈性水平位移平均值的1.2倍，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則超限。b) 結(jié)構(gòu)樓層有數(shù)個(gè)夾層，夾層有效樓板寬度小于該樓層樓板典型寬度的40%（夾層上下帶狀分布樓板有效寬度僅為8.3m和6.3m，小于該數(shù)值），同時(shí)導(dǎo)致該層開洞面積達(dá)到66%，屬于樓板局部不連續(xù)超限。根據(jù)上海市超限高層建筑抗震設(shè)防管理實(shí)施細(xì)則，會展結(jié)構(gòu)屬于超限高層建筑。(2) 寫字樓：2#寫字樓17層，高度約為73.8米，3#寫字樓20層，高度約為86.

14、4米，2#樓和3#樓底部2層為連體底盤，形成雙塔樓結(jié)構(gòu)。寫字樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于A級高度高層建筑。結(jié)構(gòu)布置時(shí)對底盤13層進(jìn)行了適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。寫字樓高層結(jié)構(gòu)規(guī)則性超限情況如下：a) 樓層的最大彈性水平位移大于該樓層兩端彈性水平位移平均值的1.2倍，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則超限。b) 寫字樓2層樓板平面凹進(jìn)較大，凹進(jìn)方向標(biāo)準(zhǔn)樓板寬度（從抗側(cè)力構(gòu)件截面中心線算起）為36.0m，凹進(jìn)寬度為10.8m，凹進(jìn)正好為30%，沒有大于30%，因此不屬于凹凸不規(guī)則。c) 結(jié)構(gòu)體系為雙塔樓結(jié)構(gòu)，屬于復(fù)雜高層超限。根據(jù)上海市超限高層建筑抗震設(shè)防管理實(shí)施細(xì)則，寫字樓結(jié)構(gòu)屬于超限高層建筑。(3) 針對超

15、限的結(jié)構(gòu)措施：a）會展樓框架和剪力墻的抗震等級已按乙類設(shè)防的要求提高了一級；b）采取有效措施，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊框梁柱，增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，減小樓層水平位移比，使結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛度中心盡量一致，以限制樓層扭轉(zhuǎn)位移比。c）寫字樓兩個(gè)塔樓的底盤屋面樓板適當(dāng)加厚，并將在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)樓板配筋。加大薄弱局部的樓板的厚度，并在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)采用雙層雙向配筋，以提高平面剛度。另外，針對樓板開洞較多，開洞面積大，局部樓板寬度小、連接薄弱的情況，加大樓板厚度，并在結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算時(shí)采用彈性板，進(jìn)行了地震作用下的全樓樓板應(yīng)力分析，復(fù)核薄弱連接處樓板的應(yīng)力水平。擬在施工圖階段將根據(jù)中震彈性分析的內(nèi)力結(jié)果對連接處樓板進(jìn)行配筋，構(gòu)

16、造上也適當(dāng)加強(qiáng)。針對結(jié)構(gòu)局部少量梁上立柱的情況，計(jì)算時(shí)將梁上立柱的梁設(shè)置為轉(zhuǎn)換梁，該處梁柱結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)時(shí)截面和配筋都適當(dāng)加強(qiáng)。4超長樓板設(shè)計(jì)地下室部分為超長結(jié)構(gòu)，會展上部亦為超長結(jié)構(gòu)，為防止樓面因溫度和混凝土收縮而導(dǎo)致的開裂，擬采用以下技術(shù)措施。（1） 設(shè)置后澆帶：通過在超長樓板適當(dāng)位置處設(shè)置后澆帶來減小混凝土結(jié)構(gòu)的早期自身收縮，澆搗時(shí)采用強(qiáng)度高一級的膨脹混凝土；（2） 適當(dāng)加強(qiáng)樓板配筋：通過計(jì)算確定樓板在溫度變化下所產(chǎn)生的板內(nèi)拉壓力，并通過相應(yīng)的抗裂筋加強(qiáng)來避免溫差開裂；（3） 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)保溫，做好混凝土澆搗后的保濕養(yǎng)護(hù)工作，通過施工組織措施將超長樓板的澆筑時(shí)間安排在氣溫較低的時(shí)候進(jìn)行；（4

17、） 合理控制混凝土水灰比等材料配置參數(shù)，減小混凝土自身的材性收縮，并在混凝土中添加聚丙烯纖維及微膨脹劑。5計(jì)算分析主體結(jié)構(gòu)采用中國建研院PKPM系列軟件中SATWE程序的計(jì)算結(jié)果作為結(jié)構(gòu)主要的設(shè)計(jì)及配筋依據(jù)。對于不規(guī)則平面，進(jìn)行平動-扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)計(jì)算分析，會展計(jì)算時(shí)樓板按彈性樓板考慮，寫字樓計(jì)算時(shí)樓板按剛性樓板考慮。會展部分的計(jì)算結(jié)果如下：計(jì)算程序SATWE自振周期(秒)（平動系數(shù)X+Y+扭轉(zhuǎn)系數(shù)）10.7114(0.99+0.00+0.00)20.6888(0.00+0.99+0.01)30.5211(0.01+0.21+0.77)40.2325(0.00+0.93+0.06)50.1960(1

18、.00+0.00+0.00)60.1704(0.01+0.30+0.69)周期比Tt/T10.732地震作用下最大層間位移X向1/1287Y向1/ 1315平面扭轉(zhuǎn)位移比（層最大位移與平均位移的比值 & 最大層間位移與平均層間位移的比值）X向1.05 & 1.28X5向1.07 & 1.30X5向1.04 & 1.26Y向1.24 & 1.36Y5向1.11 & 1.33Y5向1.39 & 1.49風(fēng)荷載作用下最大層間位移X向1/9999Y向1/9999有效質(zhì)量系數(shù)X向99.51%Y向99.59%剪重比X向7.43%Y向7.13%底層框架

19、的傾覆力矩百分比X向33.49%Y向25.31%寫字樓部分的計(jì)算結(jié)果如下：計(jì)算程序SATWE塔2(2#樓，17層結(jié)構(gòu))塔1(3#樓，20層結(jié)構(gòu))自振周期(秒)（平動系數(shù)X+Y+扭轉(zhuǎn)系數(shù)）11.6376(0.21+0.49+0.30)2.0215(0.38+0.61+0.01)21.5498(0.70+0.28+0.02)1.9844(0.62+0.38+0.00)31.3883(0.02+0.00+0.97)1.7087(0.07+0.24+0.69)40.4679(0.17+0.78+0.05)0.5757(0.80+0.19+0.02)50.4368(0.29+0.12+0.59)0.56

20、02(0.20+0.70+0.10)60.4233(0.55+0.06+0.39)0.5268(0.00+0.14+0.86)周期比Tt/T10.8480.845地震作用下最大層間位移X向1/12121/ 858Y向1/12221/ 864平面扭轉(zhuǎn)位移比（層最大位移與平均位移的比值 & 最大層間位移與平均層間位移的比值）X向1.15 & 1.161.15 & 1.16X5向1.15 & 1.161.17 & 1.21X5向1.18 & 1.181.18 & 1.18Y向1.16 & 1.161.16 & 1.16Y5向1.20 & 1.191.20 & 1.20