合肥超限高层建筑抗震设计建设投资可行性研究报告.doc

沈阳财富中心（三期）
超限高层建筑抗震设计可行性论证报告

项目名称：沈阳财富中心（三期）
项目地址：沈阳市沈河区北站路南侧
建设单位：沈阳英特纳房产开发有限公司

院 长：冯晓明
总建筑师：王洪礼
总工程师：吴一红
项目总负责人：王洪礼
审 定 人：陈勇
专业负责人：郑孝党
校 对 人：董志峰
设 计 人：陈鹏 吕延超

目录
1 工程概况
2 设计依据
2.1 设计规范和标准
2.2 工程地质勘察报告
2.3 场地地震安全性评价报告
3 结构设计条件
3.1 设计基本参数
3.2 材料
3.3 楼层面荷载
3.4 楼层线荷载
3.5 风作用
3.6 地震作用
3.7 雪荷载
3.8 荷载效应组合
3.9 验算要求
4 工程地质概况
5 结构布置
5.1 结构体系
5.2 楼盖体系
5.3 主要构件截面尺寸
5.4 基础选材
6 结构超限类型和程度
7 抗震设防要求
7.1 抗震设防基本要求
7.2 抗震等级
7.3 抗震性能指标
7.4 整体变形控制目标
8 弹性计算分析
8.1 整体计算
8.2 计算结果汇总
8.3 弹性时程分析

8.4 弹性分析结论
9 构件验算
9.1 构件验算流程
9.2 核心筒剪力墙
9.3 框架柱
10 风作用舒适度验算
11 大悬挑挠度及舒适度计算
11.1 大悬挑挠度计算
11.2 大悬挑舒适度计算
12 静力弹塑性PUSH-OVER分析
12.1 静力弹塑性分析模型及荷载模式
12.2 结构相对位移与结构整体抗震性能评价
13 动力弹塑性时程分析与抗震性能评价
13.1 概述
13.2 结构非线性弹塑性分析模型
13.3 动力弹塑性时程分析
13.4 抗震性能评估方法
13.5 小结及设计建议
14 风荷载数值模型
14.1 数值模拟方法
14.2 单体结构的风洞数值模拟
14.3 考虑周围高层建筑影响的风洞数值模拟

附录一 建筑初步设计图纸
附录二 结构初步设计图纸

1工程概述
沈阳财富中心由沈阳英特纳房产开发有限公司开发建设，建筑用地位于沈阳市沈河区沈阳金融商贸开发区的中心地段，北临北站路，南侧为团结路，东侧为迎宾路，西侧紧邻新港澳大厦，工程分三期建设，总用地面积为2.05公顷。
沈阳财富中心（三期）总建筑面积109932㎡。其中地下6层为停车库，建筑面积20793㎡;地上44层为办公楼（包括两层避难层），建筑面积89139㎡。建筑总高度187.1 m，结构主要屋顶楼面高为179.9m，建设用地位置见图1.1，建筑效果图见图1.2，建筑主要功能分区和各层层高情况，见表1.1及图1.3，标准层平面见图1.4。
表1.1 建筑功能分区和层高
楼层
建筑功能
层高（m）
46

电梯机房水箱间层
3.9
45

机房层
3.3
31~44

办公
4.0
30

避难层
4.0
16~29

办公
4.0
15

避难层
4.0
4~14

办公
4.0
3

办公/会议室
5.4
2

银行
4.0
1

写字楼大堂
6.2
地下1层

汽车大堂
5.0
地下2层

地下车库
2.9
地下3~6层

地下车库
2.4
2设计依据
2.1设计规范和标准
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001
《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008
《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001(2006年版）
《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001(2008年版）
《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002
《高层建筑混凝土结构技术规程》 JG73-2002
《型钢混凝土组合结构技术规程》 JGJ138-2001
《钢结构设计规范》 GB50017-2003
《地下工程防水技术规程》 GB50108-2001
《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ99-98
《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
《建筑钢结构焊接规程》 JGJ-81-2002
《钢筋焊接及验收规程》 JGJ18-2003
《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ107-2003
《高层建筑结构用钢板》 YB4104-2000
《建筑地基基础设计规范》 DB21/097-2005
《工程建设标准强制性条文》 房屋建筑部分2002版
《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001
2.2 工程地质勘察报告
沈阳建材地质工程勘察院提供的《沈阳财富中心A座沿途工程勘察报告》（以下简称《岩土报告》），2010年5月。
2.3 场地地震安全性评价报告
辽宁省地震研究所提供的《沈阳市财富中心工程场地地震安全性评价》（以下简称《安评报告》），2003年4月。
3 结构设计条件
3.1 设计基本参数
本工程采用的结构设计分析基本参数，见表3.1。
表3.1 办公楼结构分析和设计采用的建筑物分类参数
结构设计基准期
50年
结构设计使用年限
50年
结构设计耐久性
50年
建筑结构安全等级
二级
结构重要性系数γ0
1.0
建筑抗震设防分类
乙类
建筑高度类别
超A
地基基础设计等级
甲级
基础设计安全等级
一级
抗震设防烈度
7度
抗震措施
8度
场地类别
Ⅱ类（根据《岩土报告》确定
特征周期（Tg）
0.35
弹性分析阻尼比
5%
剪力墙抗震等级
特一级
框架柱抗震等级
一级
周期折减系数
0.85
注：建筑使用的隔墙或填充墙对结构的刚度会产生影响，这也会引起结构地震效应的变化，本工程考虑到隔墙或填充墙对结构的影响，设定结构周期折减系数为0.85。
3.2 材料
3.2.1 混凝土
表3.1 混凝土强度等级
楼层位置
核心筒剪力墙
框架柱
梁、板
L21以下
C60
C60
C35
L22~L36
C50
C50
C35
L36以上
C40
C40
C35
3.2.2 钢筋
表3.2 钢筋表
钢筋种类
直径
（mm）
标准值fy
fy(N/mm2)
设计值fy
fy(N/mm2)
弹性模量
Es(N/mm2)
HPB235
8~20
235
201
2.1×105
HRB335
6~50
335
300
2.0×105
HRB400
6~50
400
360
2.0×105
3.2.3 型钢
结构用型钢均采用Q345B级。
3.3 楼层面荷载
楼层附加恒荷是指除了结构构件自重以外的建筑吊顶、地面以及设备等荷载，特殊设备荷载由相关单位提供；楼、屋面活荷载按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001,2006版）规定取值。
表3.3 附加恒荷载及活荷载
用途
附加恒载KN/㎡
活荷载KN/㎡
办公室
找平层连饰面+吊顶
1.5
3.0（隔墙）
电梯大堂
找平层连饰面+吊顶
1.5
3.5
不上人屋顶
找平层连饰面+隔热防水层
3.6
0.50
上人屋顶
找平层连饰面+隔热防水层
3.6
2.0
银行
找平层连饰面+吊顶+设备
2.0
3.0（隔墙）
通风机房
找平层连饰面+吊顶
1.5
7.0
电梯（升降机房）
找平层连饰面+吊顶
1.5
7.0
配电室
找平层连饰面+吊顶
1.5
7.0
车库
找平层连饰面+设备
1.8
4.0
汽车大堂
找平层连饰面+吊顶
3.5
4.0
首层大堂
找平层连饰面+吊顶
3.5
3.5
洗手间
找平层连饰面+吊顶
1.5
2.5
走廊
找平层连饰面+吊顶
1.5
2.5
储藏室/垃圾房
找平层连饰面
1.5
2.5
避难层
找平层连饰面+吊顶
2.0
10.0
3.4 楼层线荷载
外围玻璃幕墙按1.5kN/㎡；砌体容重12kN/㎥，考虑双面抹灰20mm厚混合砂浆，所有隔墙上方梁高按实际尺寸考虑，200mm厚隔墙取3.2kN/㎡，100mm厚隔墙取2.0kN/㎡。
3.5 风作用
本工程地处沈阳市中心区域，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001, 2006版），100年重现期基本风压值0.6kPa，风压高度变化系数按C类地面粗糙度采用，由于规范没有适合本工程的风荷载体型系数，利用风洞数值模拟结果与规范附录比较，建筑物风荷载体型系数取为1.4，风洞数值模拟结果详见第13章。
3.6 地震作用
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001，2008年版）和《岩土报告》，本工程抗震设防烈度为7度，水平地震影响系数最大值为0.08，设计地震分组为第一组，场地土类别为II类。
进行了《安全报告》提供的场地设计反应谱参数与规范反应谱参数的比较，见图3.1、图3.2及表3.4 。
表3.4 《安评报告》地表地震动设计参数

多遇地震（小震）
设防地震（中震）
罕遇地震（大震）
抗震规范
安评报告
抗震规范
安评报告
抗震规范
安评报告
抗震影响系数αmax
0.08
0.079
0.23
0.267
0.50
0.562
特征周期Tg（s）
0.35
0.31
0.35
0.38
0.35
0.45
阻尼比
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
加速度峰值（cm/s2）
35
34.6
100
118.5
220
245.2
γ曲线下降段衰减指数
0.9
1.06
0.9
1.01
0.9
0.92
βm动力系数最大值
2.25
2.25
2.25
2.25
2.25
2.25
从图表中可以看出，《安评报告》给出的小震水平地震影响系数最大值和谱曲线均小于规范给定的数值，因此，本工程在进行抗震设计时，地震作用（小震、中震及大震）均采用《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001，2008年版）给定的参数。
3.7 雪荷载
根据《建筑结构荷载规程》（GB50009-2001，2006版），沈阳地区100年一遇的基本雪压为0.55kpa，屋面积雪的分布系数为1.0。
3.8 荷载效应组合
在进行构件承载力验算时，其荷载或作用的分项系数按表3.5取值，并取各构件可能出现的最不利组合进行截面设计。
表3.5 设计荷载分项系数
组合
恒载
活载
风
地震
有利
不利
有利
不利
1
恒+活
1.35
1.0
0.7×1.4
0.0
——

2
恒+活
1.2
1.0
1.4
0.0
——

3
恒+活+风
1.2
1.0
0.7×1.4
0.0
1.0×1.4

4
恒+活+风
1.2
1.0
1.0×1.4
0.0

5
恒+活+水平地震
1.2
1.0
0.5×1.2
0.5

6
恒+活+风+水平地震
1.2
1.0
0.5×1.2
0.5

3.9 验算要求
3.9.1 正常使用极限状态
Sd≤C
式中，Sd——荷载效应设计值（如变形、裂缝）；
C——设计对该效应的相应限值。
构件竖向变形限制条件：
楼面梁： Lo<7m时，≤1/200;
7≤Lo≤9m时，≤1/250；
Lo>9m时，≤1/300；
式中，Lo——梁的计算跨度。
主钢梁或钢桁架：可变荷载作用，≤1/500；永久和可变荷载作用，≤1/400；
次钢梁 ：可变荷载作用，≤1/300；永久和可变荷载作用，≤1/250。
3.9.2 承载能力极限状态
1）验算构件承载力极限状态时，对于非地震组合应满足：
γ0S≤R
式中，γ0——结构重要性系数，本工程γ0=1.0；
R——结构构件承载力设计值。
2）在第一阶段抗震设计，构件的承载力应满足下列要求：
γRES≤R
式中，γRE——承载力抗震调整系数，见表3.6;
S——结构构件内力组合的设计值。
表3.6 γRE取值
材料
结构构件
受力状态
γRE
钢
柱、梁
节点板件、连接螺栓
连接焊缝

0.75
0.85
0.90
混凝土
梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比不小于0.15的柱
剪力墙
各类构件
受弯
偏压
偏压
偏压
受剪、偏拉
0.75
0.75
0.80
0.85
0.85
型钢混凝土
梁
柱
支撑
剪力墙
各类构件及节点
焊缝及高强螺栓
受弯
偏拉、偏压
拉、压
偏拉、偏压
受剪
0.75
0.80
0.85
0.85
0.85
0.90
4 工程地质概况
根据《岩土报告》，本工程场地地形较平坦，地面标高介于45.67~46.20m，稳定性较好，适宜建筑。除①杂填土不宜做天然地基外，其余各层土均可做天然地基，地基承载力特征值fak及变形模型E0等数据见表4.1，根据基础埋深，选用⑧圆砾作为基础持力层。
表4.1 各层地基土承载力及变形参数
底层名称
承载力特征
fak（kPa）
变形模量
Eo（MPa）
层厚
（m）
桩端阻力标准值qpa(kPa)
桩侧阻力标准值qsa(kPa)
杂填土

0.7~3.7

中砂
180
9.5
0.4~3.9

20
1中砂
90
6.0
0.6~3.3

7
砾砂
300
21.2
1.0~5.4

45
圆砾
450
32.2
1.0~5.8

55
砾砂
480
29.1
0.9~3.9

70
圆砾
550
35.0
1.7~6.5

75
1砾砂
480
29.1
1.0~2.8

70
1中砂
300
17.0
1.3

27
粉质粘土
180
5.0
（压缩模量）
0.40~2.20

30
1细砂
210
14.1
1.1~2.8

18
圆砾
600
32.2
2.8~6.8

67
1砾砂
500
26.3
1.4

65
砾砂
600
30.4
1.1~7.0
2800
65
1圆砾
600
32.2
2.1
3050
70
圆砾
600
32.0
8.8~16.7
3050
67
泥质砾岩
400

30.2
2500
65
拟建场地地下水属孔隙潜水，微承压性。勘探期间，受地铁施工降水影响，静水位埋深为 17.10 m~17.60m，静水位高程为28.46 m ~27.70m，未降水前，地下水位一般埋深为6.00 m ~8.00m。地下水位季节性变幅在1.0 m--2.0m，抗浮设计水位建议按绝对高程40.00m进行设计。地下水对混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。拟建场地自地面下20m深度范围内的砂土层经试验证明均不会产生液化。
本工程室内±0.000相当于绝对标高46.00m，基础埋深21.190m，计算浮力时水头高差
15.19m，则地下水浮力标准值为15.19x10≈152kPa，整体计算时筏板在恒荷载作用下，最小反力标准值为330kPa，抗浮验算满足要求。

5 结构布置
5.1结构体系
本工程的总建筑高度187.1m，结构主要屋顶楼面高179.9 m，基础埋深21.19 m，满足规范大于塔楼高度1/18的要求。
地下室共6层，地下2~6层为地下机械停车库，层高 2.4m，地下1层为汽车大堂，层高5.0m。地下室平面为塔楼向周围延伸一、二跨，借助建筑隔墙位置，设置剪力墙增加地下室刚度，同时刚度，使塔楼框架柱内力均匀扩散到基础底板，用以减少基础的厚度和配筋，详见图5.1。
标准层建筑平面尺寸为40.8 mX55.5 m，外轮廓接近矩形，南北向为弧形，东西向为折线形，核心筒为矩形，塔楼地上44层，首层为塔楼大堂，2层为银行，3层以上为办公室，标准层层高4.0m，见图5.2。
选择钢筋混凝土框架一核心筒作为结构体系，以混凝土核心筒为主要抗侧力构件，外框架柱承受竖向荷载为主，提供部分抗侧力刚度以及二道防线作用；核心筒宽度15.0m，高宽比为11.99；建筑物高宽比为4.4，满足A级高度高层建筑结构最大高宽比6的要求。
5.2 楼盖体系
5.2.1 地下室
由于层高的限制，地下2--5层楼板采用钢筋混凝土厚板形式，楼板厚度250mm，局部500mm厚，框架柱之间以及框架柱与核心筒之间采用宽扁梁形式进行连接；考虑到地下室对上部结构的嵌固作用，地下i层和首层采用普通钢筋混凝土主次梁楼盖形式，楼板厚度200mm。
5.2.2 塔楼
塔楼范围内采用现浇钢筋混凝土主次梁楼盖形式，标准层楼板厚度120mm，避难层楼板厚度150mm。
按建筑使用功能要求，在地上2, 3. 4层局部以及标准层的东南角和西北角采用了大悬挑结 构形式，悬挑区域的挑梁采用钢结构形式，楼板采用110mm厚压型钢板组合楼板，详见图11.1、图11.2，与悬挑相连的框架梁和柱内部配置型钢。
5.3 主要构件截面尺寸
表5.1 主要构件的截面尺寸
楼层
核心筒剪力墙（外/内）
框架柱
框架梁
次梁
基础~首层
900/600
1400×1800（型钢）
1400×1600（型钢）
800×500
450×850
300×700
地上1~地上5
800/600
1400×1800（型钢）
1400×1600（型钢）
600×750
500×850
350×650
地上6~地上10
800/600、800/500
1400×1600（型钢）
1400×1600（型钢）
500×850
600×750
350×650
地上11~地上16
700/500
1400×1600（型钢）
1400×1400（型钢）
600×750
500×750
350×650
地上17~地上24
600/500、600/400
1400×1400（型钢）
1300×1300（型钢）
600×750
500×750
350×650
地上25~地上36
500/400、500/300
1400×1400（型钢）
1300×1300
1200×1200
600×750
500×750
350×650
地上37~地上44
400/300
1100×1100
1000×1000
800×800
600×750
400×750
350×650
地上45~顶层
300/300
800×800

350×650
注：框架柱与剪力墙布置、尺寸及构件验算详见第9章
5.4 基础选型
根据《岩土报告》，经过技术和经济对比分析，本工程采用平板式筏板基础。基础持力层为⑧圆砾，天然地基承载力特征值600kPa。筏板混凝土强度等级C40，塔楼底部筏板厚度3.3m，有坑槽的部分局部加厚，塔楼范围以外周边筏板厚23m。经计算天然地基的平均沉降为26.01mm,塔楼内筒下的最大沉降为3 1 .00mm。
6 结构超限类型和程度
根据《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》和《超限高层建筑工程抗震设防审查细则》有关规定，本工程结构超限情况见表6.1。
表6.1 结构超限情况汇总
超限项目
判定结果
判定原因
高度超限（m）
是
超A级高度钢筋混凝土框架——核心筒高层建筑（179.9m>130m，但小于180m）；
复杂高层
否

不规则类型
扭转不规则
是
最大扭转位移比：X向1.18（7），Y向1.26（9），大于1.2但小于1.4；
楼板局部不连续
否
地上2层楼板开洞面积占楼层面积的21%，不超过30%；
竖向不规则
否

侧向刚度不规则
否

抗侧力构件不连续
否

楼层承载力突变
否

超限情况总结
1． 建筑高度超高A级限制；
2． 扭转不规则。
说明：
1.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.2.2条规定，A级高度钢筋混凝土框架——核心筒结构7度抗震的最大高度为130m，B级高度为180m，故本工程属高度超A级限制建筑。
2.表中“复杂高层”按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第10.1.2条确定，属于非复杂高层建筑。
3.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）第4.3.5条规定，B级高度高层建筑、混合结构高度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，本工程考虑5%偶然偏心时，最大位移比1.26，属于扭转不规则建筑。
4.地上2层开大洞面积占楼面面积的21%，标准层开洞面积占楼面面积的5.6%，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.3.6条和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第3.4.2条的规定，为凹凸规则和楼板连续结构；
5.楼层层间抗测力构件的受剪承载力和其上一层受剪承载力的比值最小为0.92（第4层），满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.4.3的规定，不属于楼层承载力突变类型，详见图8.27所示及相应计算书。

7 抗震设防要求
7.1 抗震设防基本要求
按照国内现行抗震设计规范，要求建筑结构采用三水准进行抗震设防，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，本工程各阶段抗震性能水准的具体建议，见表7.1。
表7.1 抗震设防的基本要求

抗震性能水准
小震
结构在地震后完好、无损伤，一般不需修理即可继续使用，人们不会因结构损伤造成伤害，可安全出入和使用。
中震
地震后将诶够的薄弱部位和重要部位的构件轻微损坏，出现轻微裂缝，其他不问有部分选定的具有延性的构件发生中等损坏，出现明显裂缝，进入屈服阶段，需要修理并采用以下安全措施才可继续使用。
大震
结构在地震作用下发生明显损坏，多数构件中等损坏，进入屈服，有明显的裂缝，部分构件严重损坏，但整个结构倒塌，人员会受到伤害，但不危及生命安全。
7.2 抗震等级
表7.2 抗震等级
结构部位
抗震等级
地下6~地下2层
剪力墙
三级
柱
三级
地下1层以上
剪力墙
特一级
柱
一级
7.3 抗震性能指标
表7.3 结构关键部位的抗震性指标
结构构件类别
小震
中震
大震
钢框架梁
弹性
屈服
屈服
外框钢管混凝土柱
弹性
弹性
屈服
伸臂桁架斜撑
弹性
不屈服
屈服
核心筒
底部加强区及相邻上一层
弹性
弹性
不屈服(剪压比满足规范要求)
加强层及其上二层
弹性
弹性
其它层
弹性
不屈服（偏压、偏压验算）
弹性（受剪）
连梁
弹性
不屈服（剪压比满足规范要求）
屈服
7.4 整体变形控制目标
表7.4 层间位移角限制
工 况
层间位移角
风
1/681
小震
1/681
大震
1/100
8 弹性计算分析
8.1 整体计算
本工程弹性分析采用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件（2007版）作为主要计算分析软件，以美国CSI公司的ETABS（9.7.0）软件作为辅助软件进行计算校核，计算模型如图8.1所示，模型中的楼层与建筑楼层关系，见表8.1。分析时，采用振型分解反应谱法计算地震作用，考虑了偶然偏心作用，采用CQC法进行振型组合。
表8.1 模型中的楼层与建筑楼层关系
建筑楼层
模型中的结构楼层
建筑标高
说明
B6~B1
1~6
-17.600~±0.000
6层地下室
L1~L4
7~10
±0.000~19.600
入口大堂、银行
会议室
L5~L13
11~19
19.600~59.600
办公楼层
避难层
20
59.600~63.600
避难层
L14~L27
21~34
63.600~119.600
办公楼层
避难层
35
119.600~123.600
避难层
L28~L42
36~50
123.600~179.600
办公楼层
L43~L44
51~52
179.600~186.800
出屋面机房
水箱间
注：室内外高差0.3m。
表8.2 嵌固层刚度比
位置
X向刚度（kN/m）
Y向刚度（kN/m）
Kx=首层/L2层
Ky=首层/L2层
首层（1）
3.2341E+07
4.7388E+07
4.59
4.83
L2层（1）
7.0480E+06
9.8079E+06
首层（2）
2.0298E+08
2.5402E+08
2.55
2.76
L层（2）
7.9532E+07
9.2005E+07
注：第（1）种采用“层间剪力与层间位移之比”的方法计算，在SATWE计算总信息中的“地下信息”参数项内的“回填土对地下室约束相对刚度比”指定为0；第（2）种采用“剪切刚度”。
取首层底板作为结构嵌固层，其与地上一层侧向刚度比，见表8.2，从表中可知，嵌固层放在首层，满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)第6.1.14条嵌固层刚度比限制2.0的要求。
整体计算参数及结果见表8.3、表8.4 。
表8.3 整体计算参数
计算目标
多遇地震（小震）
偶遇地震（中震）
罕遇地震（大震）
计算内容
变形（承载力）
主要构件承载力
主要构件承载力
计算软件
SATWE、ETABS
SATWE
SATWE
水平力与整体坐标夹角（度）
0
混凝土容重
26
钢材容重
78
裙房层数
0
转换层所在层号
0
地下室层数
6
墙元细分最大控制长度m
2
对所有楼层采用刚性楼板假定
是（否）
否
否
墙元侧向节点信息
内部节点
结构材料信息
混凝土结构
结构体系
框架—核心筒结构
恒活荷载计算信息
模拟施工加载3
风荷载计算信息
计算
不计算
不计算
地震作用计算信息
水平地震
地面粗糙度类别
C
修在后基本风压
0.6
结构基本周期
4.82
体型分段数
1
第一段最高层好
52
第一段体形系数
1.4
结构规则性
不规则
设计地震分组
一
设防烈度
7
场地类别
Ⅱ类
考虑偶然偏心
是
考虑双向地震
是
框架抗震等级
一级
四级
四级
剪力墙抗震等级
特一级
四级
四级
计算振型个数
20
活荷载折减系数
0.50
周期折减系数
0.85
结构阻尼比
0.05
特征周期
0.35
地震影响系数最大
0.08
0.23
0.50
斜交抗震册立构件方向数
0
用户自定义地震影响参数
否
（附加地震）相应角度
0
柱墙设计时活荷载
折减
传给基础的活荷载
折减
梁火鹤不利布置最高层号
52
梁端负弯矩调整系数
0.85
梁设计弯矩放大系数
1
剪力墙加强层起算层号
7
连梁刚度折减系数
0.7
0.7
0.5
中梁刚度放大系数
2
按抗规（5.2.5）调整阁楼层地震内力
是
全楼地震作用放大系数
1
0.2Q0调整其实层号/终止层号
1
考虑P-△效应
是
结构重要性系数
1
梁柱重叠部分建华为刚域
是
按高规或高钢规进行构件设计
是
混凝土柱的计算长度执行混规第7.3.11-3条
是
柱配筋计算原则
双偏压
恒荷载分项系数
1.2
1.2
1
活荷载分项系数
1.4
1.4
1
活荷载组合系数
0.7
0.7

活荷载重力荷载代表值系数
0.5
风荷载分项系数
1.4

风荷载组合系数
0.6

水平地震作用分项系数
1.3

层刚度比计算
层间位移角之比
地震作用分析方法
总刚分析方法
表8.4 整体计算结构
计算软件
SATWE
ETABS
计算振型书
20
20
第1.2平动周期
4.823（X向）
4.96（X向）
4.711（Y向）
4.60（Y向）
第一扭转周期
4.041
4.206
第1扭转/第1平动
0.838
0.848
地震下基底剪力（kN）
X
17628
17240
Y
18374
18550
结构总质量（kN）
1896925.2
1964160
标准层单位面积重度（kN/㎡）
17.26
17.87
剪重比（不足时已按规范要求放大）
X
1.25%
1.18%
Y
1.28%
1.27%
地震下倾覆弯矩（kN.m）
X
2008128
2052210
Y
1973299
2037027
有效质量系数
X
97%
97%
Y
97%
93%
100年一遇风荷载下最大层间位移角限制（1/681）
X
1/1574（25）
1/1477（19）
Y
1/954（36）
1/1126（32）
地震荷载下最大层间位移角（（1/681）
X
1/1054（27）
1/949（25）
Y
1/896（36）
1/908（32）
考虑偶然偏心最大扭转位移比
X
1.18（7）
1.13（9）
Y
1.26（7）
1.25（7）
构件最大轴压比（SATWE）
剪力墙
0.5
柱
0.65
层刚度上层70%或上3层平均值80%比值中
最小值（层号）
X
1.1022（9）
Y
1.1415（9）
楼层受剪承载力与上层比值（层号）
X
0.96（9）
Y
0.91（9）
刚重比EJd/GH2
X
2.25
Y
2.26
根据上述计算结果，结合规范规定的要求，可以得出如下结论：
（1）第一扭转周期与第一平动周期之比小于0.85，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.3.5条要求；
（2）有效质量系数大于90%，所取振型数满足要求；
（3）水平力作用下的层间位移角小于1/681，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.63条的要求（注：层间位移角限制按框架一核心筒结构考虑，建筑高度在150~250m间在1/800~1/500线性插值）；
（4）X、Y方向剪重比，地下6层~地上3层小于《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)第5.2.5条要求，但经过调整，满足最小剪重比的要求；
（5）在偶然偏心地震荷载作用下，最大扭转位移比大于1.2，但不大于1.4，属于扭转不规则结构。满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.5条“B级高度建筑不应大于该楼层平均值1.4倍”的要求；
（6）剪力墙轴压比小于0.5，框架柱轴压比小于0.7，满足规范对轴压比的规定；
（7）本工程地上部分各楼层的侧向刚度与上层70％或上3层平均值80％的比值均大于1.0，故没有弱层；
（8）本工程各楼层受剪承载力均不小于上一层的75%，不属于楼层承载力突变；
（9）结构刚重比大于1.4，小于2.7，满足规范对结构稳定的要求，但应考虑重力二阶效应的影响；
（10）SATWE与ETABS的计算结果相近，说明计算结果合理有效，计算模型符合结构的实际工作状况；
（11）计算结果表明，结构周期及位移符合规范要求，剪重比适中，构件截面取值合理，结构体系选择恰当。
8.2 计算结果汇总
8.2.1 周期和振型
PKPM与ETABS计算的前十阶模态基本一致，见表8.5。从表中可知，结构前三阶振型分别为X向平动、Y向平动及扭转，结构的第一扭转周期与第一平动周期之比为0.838，满足高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）第4.3.5条中关于周期比的要求，PKPM计算的前3阶振型，如图8.2所示。
表8.5 结构周期与振型
振型
PKPM
ETABS
ETABS/PKPM
方向
周期
振型（X：Y：Z）
周期
1
4.8228
0.99:0:0.01
4.9629