海口体育场-结构超限审查报告.docx

目 录
第一章 工程概况 3
1.1 地理位置 3
1.2 结构概述 3
1.3 论证范围 4
第二章 结构设计依据 5
2.1 设计依据 5
1、项目批件及委托书 5
2、主要设计规范、标准及规程 5
3、工程场地地震安全性评价报告 5
4、地质勘察报告及试桩报告 5
5、风洞试验报告 5
2.2 设计条件和参数 5
1、设防标准 5
(1) 标准参数 5
(2) 《安评报告》与《抗震规范》参数比选 6
2、荷载及效应组合 6
1、恒荷载 6
2、活荷载 6
3、风荷载和雪荷载 6
4、荷载效应组合 6
(1) 不考虑地震效应的基本组合 6
(2) 考虑地震效应的基本组合（多遇地震） 7
2.3 材料 7
(1) 混凝土 7
(2) 钢筋 7
(3) 钢材（看台结构） 7
2.4 地基基础设计 8
1、主要勘察成果 8
(1) 场地岩土层分布 8
(2) 《地勘报告》结论与建议的重点内容 8
2、看台两端抗水平力基础设计 8
(1) 屋盖罩棚对基础的要求 8
(2) 抗水平力基础形式的探讨 8
(3) 以整体地下室水平刚度来约束屋盖罩棚两端支座水平力的探讨 9
3、地下室结构设计 9
第三章 西看台结构体系 10
3.1 西看台与屋盖罩棚组成的整体结构 10
1、看台结构的抗震缝设置 10
2、西看台与屋盖罩棚组成的整体结构 10
3.2 结构体系 11
3.3 消能减震设计 12
1、项目特点 12
2、消能减震设计范围 12
3、西看台消能减震的详细设计 12
第四章 结构超限情况分析 13
4.1 不规则情况分析 13
4.2 超限情况小结 13
第五章 针对超限采取的措施和对策 14
5.1 结构的抗震性能目标 14
5.2 加强计算分析 14
5.3 构造加强措施 14
第六章 抗震超限设计的计算及分析论证 15
6.1 分析软件及主要参数设置 15
1、计算分析软件 15
2、结构分析主要参数 15
6.2 结构主要计算结果对比 15
6.3 弹性时程分析 15
1、地震加速度时程波 15
2、层间位移角曲线 17
3、楼层剪力曲线 17
4、楼层倾覆弯矩曲线 18
5、时程分析比较结论 18
6.4 关键构件分析 18
1、目标 18
2、计算参数 19
3、计算结果 19
第七章 结构专题设计 20
7.1 超长混凝土结构设计 20
1、超长混凝土结构的范围 20
2、超长混凝土结构的设计要点 20
3、超长混凝土结构的施工要点 20
7.2 看台折板等效刚度的模拟 20
7.3 外排穿层钢斜柱的稳定性分析 21
1、 弹性屈曲分析 21
(1) 计算模型 21
(2) 计算结果 21
2、考虑材料和几何非线性的极限承载力分析 22
(1) 计算模型 22
(2) 计算结果 22

第一章 工程概况
1.1 地理位置
项目位于海南省海口市长流新区，滨海大道南侧，长滨路东侧，北接规划国际园艺博览公园，东至绿色长廊和五源河，南至海榆西线。
拟建体育场为可容纳约40000座观众的甲级体育场，可举办全国性和单项国际比赛，建筑面积后续确定。

图1.1.1场地总平面图

图1.1.2体育场鸟瞰图
1.2 结构概述
体育场主体结构由地上看台、屋盖罩棚和地下室组成。
(1) 地上看台平面呈圆（椭圆）环形，外环直径约260米，具体详建筑总图。看台剖面呈内低外高台阶状，西看台最高处为42.80m（相对标高），东看台最高处为17.40m（相对标高）。东、西看台通过变形缝划分为2个独立的结构单元。
(2) 屋盖罩棚平面呈月牙形，仅布置在西看台区域，采用整体张拉钢、索膜结构，最高处标高为63.15m（相对标高）。屋盖罩棚支承在西看台结构上，两者为整体受力结构。
(3) 西看台设置1层地下室，东区看台不设地下室，建筑横剖面详下图。

图1.1.3体育场剖面图
1.3 论证范围
本次超限高层建筑抗震设计可行性论证的范围为西看台结构单元及其上屋盖罩棚。
本分册报告的主要内容是看台混凝土结构部分的设计，屋盖罩棚部分的设计详本报告第一分册。

第二章 结构设计依据
2.1 设计依据
1、项目批件及委托书
详见本工程方案阶段各主管部门的批准文件详见初步设计的建筑设计说明。
本工程备有建设单位的项目委托书及建设单位提出的与结构有关的符合有关标准、法规的书面要求。
2、主要设计规范、标准及规程
(1) 国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》 （GB 50153-2008）
(2) 国家标准《建筑结构制图标准》 （GB/T 50105-2010）
(3) 国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》 （GB 50223-2008）
(4) 国家标准《建筑结构荷载规范》　 　 　（GB 50009-2012）
(5) 国家标准《混凝土结构设计规范》 （GB 50010-2010）
(6) 国家标准《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》） （GB 50011-2010）
(7) 国家标准《钢结构设计规范》 （GB 50017-2003）
(8) 国家标准《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007-2011）
(9) 国家标准《地下工程防水技术规范》 （GB 50108-2008）
(10) 行业标准《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008）
(11) 行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》） （JGJ3－2010）
(12) 行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》 （JGJ 99-98）
(13) 行业标准《建筑工程抗震性态设计通则》 （CECS 160：2004）
(14) 行业标准《建筑钢结构防火技术规程》 （CECS 200：2006）
(15) 《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》 （JGJ6-2011）
(16) 《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质[2015]67号）（以下简称《审查要点》）
3、工程场地地震安全性评价报告
待进行。
4、地质勘察报告及试桩报告
待进行。
5、风洞试验报告
待进行。
2.2 设计条件和参数
1、设防标准
(1) 标准参数
抗震设防标准根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）、《抗震规范》及其它相关现行标准执行，详细参数如下表：

项 目
西看台混凝土结构
安全度
安全等级
一级
设计使用年限
50年
抗震设防类别
重点设防类
设计地震动参数
设防烈度
8度
基本地震加速度
0.30g
设计地震分组
第一组
场地
场地类别
Ⅱ类
设计特征周期
小震:0.35s（暂定）
中震：0.35s
大震：0.40s
地震峰值加速度
小震
110cm/s2（暂定）
大震
510cm/s2
水平地震影响系数
最大值
小震（取安评报告值）
0.24
设防烈度地震
0.68
大震
1.20
抗震等级
框架
一级
剪力墙
一级
其它
-

(2) 《安评报告》与《抗震规范》参数比选
待补充
2、荷载及效应组合
1、恒荷载
(1) 结构构件自重（梁、板、柱、墙）：
由结构分析软件根据输入的构件截面尺寸与材料容重计算确定。
设计中粉刷层等重量通过调整混凝土的容重予以考虑，计算时混凝土容重按26 kN/m2、钢材容重按78 kN/m2计入；
(2) 楼、屋面附加荷载：根据建筑工程做法进行计算，详见附件“结构计算书”；
(3) 填充墙重量：
外围填充墙及内隔墙采用加气混凝土砌块，并依据建筑工程做法表计算隔墙荷载，详见“结构计算书”。
2、活荷载（单位：kN/m2）
入口大厅
看台
观众休息
平台
休息室、包房
办公室
3.5
3.5
3.5
2.5
2.0
通风机房
电梯机房
楼梯
走廊、门厅
卫生间
储藏室
器材库
7.0
3.5
3.5
4.0
5.0
注：未注明的荷载按相关规范或规定取值，设备用房及特殊要求区域按实际荷载取值。
3、风荷载和雪荷载
基本风压
地面粗糙程度
体形系数
基本雪压
雪荷载准永久值系数分区
0.75kN/m2（50年一遇）；
0.90kN/m2（100年一遇）；
屋盖罩棚以风洞试验报告为准
B 类
看台结构：1.4；
屋盖罩棚：《风洞试验报告》
-
-

4、荷载效应组合
(1) 不考虑地震效应的基本组合
1.35×D＋0.7×1.4×L；
1.35×D±0.7×1.4×W；
1.35×D±0.6×1.4×T；
1.35×D＋0.7×1.4×L±0.7×1.4×W；
1.35×D＋0.7×1.4×L±0.6×1.4×T；
1.35×D±0.7×1.4×W±0.6×1.4×T；
1.20×D＋1.0×1.4×L±0.7×1.4×W；
1.20×D＋1.0×1.4×L±0.6×1.4×T；
1.20×D＋1.0×1.4×W＋0.7×1.4×L；
1.20×D＋1.0×1.4×W±0.6×1.4×T；
1.20×D±1.0×1.4×T＋0.7×1.4×L；
1.20×D±1.0×1.4×T±0.7×1.4×W；
1.35×D＋0.7×1.4×L±0.7×1.4×W±0.6×1.4×T；
1.20×D＋1.0×1.4×L±0.7×1.4×W±0.6×1.4×T；
1.20×D±1.0×1.4×W＋0.6×1.4×L±0.6×1.4×T；
1.20×D±1.0×1.4×T＋0.7×1.4×L±0.7×1.4×W；
(2) 考虑地震效应的基本组合（多遇地震）
1.20×G＋1.3×Eh；
1.00×G＋1.3×Eh；
1.20×G＋1.3×Eh+0.2×W；
1.20×G＋1.3×Eh+0.5×Ev
1.20×G＋1.3×Ev+0.5×Eh
1.20×G＋1.3×Eh＋0.5×Ev＋0.2×W；
1.20×G＋1.3×Ev＋0.5×Eh＋0.2×W；
注：D---恒荷载标准值产生的效应
L---活荷载标准值产生的效应
W---风荷载标准值产生的效应
T---温度荷载标准值产生的效应
G---重力荷载代表值产生的效应
Eh ---水平地震作用标准值产生的效应
Ev ---竖向地震作用标准值产生的效应
2.3 材料
(1) 混凝土
水平构件： 主要采用强度等级为C30～C50的混凝土。
竖向构件：自下而上分别采用强度等级为C50～C30的混凝土。强度等级高的混凝土主要用于底部楼层的墙、柱，以减小构件截面、提高有效使用面积。
按GB50010-2010，混凝土材料参数如下：
强度等级
标准值（N/mm2）
设计值（N/mm2）
弹性模量Ec（N/mm2）
fck
ftk
fc
ft
C30
20.1
2.01
14.3
1.43
3.00x104
C35
23.4
2.20
16.7
1.57
3.15x104
C40
26.8
2.39
19.1
1.71
3.25x104
C50
32.4
2.64
23.1
1.89
3.45x104
处于地下水环境中的结构构件，按防水混凝土的要求设计。
(2) 钢筋
所有受力钢筋均采用强度较高、符合抗震性能指标的热轧钢筋。按GB50010-2010，钢筋材料参数如下：
钢筋种类
符号
直径（mm）
标准值（N/mm2）
设计值（N/mm2）
弹性模量Ec（N/mm2）
HRB335

6～50
335
300
2.0x105
HRB400

6～50
400
360
2.0x105

(3) 钢材（看台结构）
采用强度较高、符合抗震性能指标的Q235、Q345热轧钢材。
结构构件所选用钢材按GB50017-2003的物理性能指标如下：
弹性模量E
（N/mm2）
剪切模量G
（N/mm2）
线膨胀系数α
（以每oC计）
质量密度ρ
（kg/m3）
206x103
79x103
12x10-6
7.85x103
结构构件所选用钢材按GB50017-2003的强度设计值如下（N/mm2）：
钢材
抗拉、抗压和抗弯f
抗剪fv
端面承压
（刨平顶紧）fce
牌号
厚度（mm）
Q235钢
≤16
215
125
325
>16～40
205
120
>40～60
200
115
Q345钢
≤16
310
180
400
>16～35
295
170
>35～50
265
155

2.4 地基基础设计
1、主要勘察成果
(1) 场地岩土层分布
根据初勘中间资料（2014年9月版、2015年10月版），以及与海南水工院（地勘报告的提供单位）的沟通，地质特点主要如下：
(1) 场地浅层普遍分布有中风化玄武岩层，整体趋势是西南边岩层薄而深，东边厚而浅；较薄区域不适合作为地基持力层，较厚区域是承载力较高的天然地基持力层;
(2) 中风化玄武岩层在海口地区为区域分布，主要特征为，
a. 玄武岩基本为整体，局部为块状；
b. 较完整、坚硬，单轴抗压强度20~30kPa，承载力较高;
c. 岩层厚度达到4~5米以上时，是良好的天然地基；
d. 岩层开挖需爆破，当地一般尽量浅埋；
e. 桩基可穿过此岩层，需采用冲孔施工工艺；
(2) 《地勘报告》结论与建议的重点内容
(1) ③层中等风化玄武岩层位较稳定，厚度变化较大（3.50-14.00m），可作为拟建体育场天然地基浅基础或桩基础持力层； ⑫层粉质粘土层位稳定，厚度大，工程性能好，可作为拟建体育场桩基础持力层，桩型可采用钻（冲）孔灌注桩；
(2) 建议地下室抗浮设计水位标高为18.50m。
2、看台两端抗水平力基础设计
西看台南、北两端支撑屋盖罩棚的基础，承受较大的水平力。基础承载力和刚度对于上部屋盖罩棚的安全起着至关重要的作用，所以，后续将根据地勘资料进行充分的分析论证。
(1) 屋盖罩棚对基础的要求
西区看台屋盖罩棚采用钢、索膜整体张拉结构，平面呈月牙形。由于屋盖罩棚内环（内拉力环索）、外环（外压力环梁、桁架）边界为半圆环形，不是常规的闭合环形，所以，罩棚结构进行索张拉后，会对两端支座产生较大的水平不平衡力。根据SBP公司提供的设计参数，每个支座的水平力约17000kN，方向沿看台径向向内。
整体张拉结构对边界的约束条件要求严格，除需要基础提供强大的支座反力外，由于上部结构对支座的变形位移敏感，所以，还需要基础具有足够的刚度约束。
(2) 抗水平力基础形式的探讨
根据地质分布情况，可行的承担竖向力的基础形式有2种，分别是以第2层中风化玄武岩为持力层的天然地基基础、以第8层粉质粘土为端阻持力层的桩基础。对于这两种基础形式承担水平力的可行性分析如下：
① 天然地基承担基础水平力。天然地基承担基础的水平力，可以通过地基的水平摩擦力或者斜向抗压承载力。
a. 由于屋盖罩棚端支座水平力达到17000kN，并且对支座位移要求高，所以，后续需进行试验模拟，以考察天然地基的水平摩擦力能否达到能否达到基础水平力和位移的要求。考虑到此做法缺少实际工程经验，所以，初步估计不可行；
b. 通过天然地基斜向上的抗压承载力，以抵抗基础的竖向压力和水平力的合力，取决于天然地基的抗压承载力和沿基础滑移破坏面的抗剪承载力。此做法后续根据玄武岩层的抗剪承载力及基础反力，需进一步进行分析和论证。
② 桩基础承担水平力。桩基础承担水平力，可以分为竖直桩和斜桩。
a. 竖直桩的水平承载力一般较低，并且屋盖罩棚的基础水平反力较大，经初步估算，不可行；
b. 斜桩做法是抵抗水平力的有效途径，桩基可以中风化玄武岩层为端阻持力层，或穿越此岩层以第8层粉质粘土为端阻持力层，施工工艺可采用钢管斜桩冲击成孔法。此地基基础做法，后续需进一步分析论证。
(3) 以整体地下室水平刚度来约束屋盖罩棚两端支座水平力的探讨
地下室如不分缝，则是一半圆环形结构，地下室底板和顶板具有较大的水平面内刚度。上部屋盖罩棚两端支座的反力是一对方向相反的水平力，因此，整体地下室可以为屋盖罩棚的两端支座提供有效、可靠的边界支承约束。
后续，将结合基础形式，分析论证基础与地下室协同受力，作为上部屋盖罩棚整体基座的适用性。
3、地下室结构设计
后续与基础设计一同考虑。

第三章 西看台结构体系
3.1 西看台与屋盖罩棚组成的整体结构
1、看台结构的抗震缝设置
看台结构通过变形缝划分为东看台、西看台两个独立的结构单元。东看台地上2~3层。西看台地上4~5层，设有1层地下室，并支承其上屋盖罩棚。看台变形缝的设置详下图。

变形缝
变形缝
西看台
东看台

图3.1.1结构分缝示意图
2、西看台与屋盖罩棚组成的整体结构
西看台支承其上屋盖罩棚，并通过屋盖支座协同受力组成整体结构。结构示意图如下。
整体结构

看台结构

屋盖支座

屋盖罩棚

图3.1.2 结构整体模型示意图

3.2 结构体系
1、结构体系的比选及结果
适用于西看台的结构体系有框剪结构、框剪+消能阻尼器结构、框架钢支撑+消能阻尼器结构，详细的对比结果见下表。
项次
内 容
框剪+消能阻尼器结构
框剪结构
框架钢支撑+消能阻尼器结构
1
构件截面
尺寸
典型剪力墙：600厚
典型柱：600x800、600x700
典型剪力墙：700~800厚
典型柱：600x900、600x800
典型柱：600x900、600x800
钢支撑(BRB)：400x400、450x450
对建筑专业影响
相对最小
构件截面较大，对建筑空间有一点影响
钢支撑布置对建筑门洞影响较大；钢支撑两侧装修后，墙体厚度加大
2
地震反应
层剪力
基底剪力：
最大层剪力：
基底剪力：70539kN
最大层剪力：22867
基底剪力：
最大层剪力：
位移

3
经济性
工程量
钢筋：
混凝土：
钢材：

造价

2、结构体系的组成
西看台采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系+消能减震措施。结构抗侧力体系的主要组成部分如下：
1、钢筋混凝土框架。
框架部分布置有较多的斜梁、斜柱，针对不同构件的特点，采用较为合适的构件形式。
(1) 规则框架的梁、柱采用钢筋混凝土构件；
(2) 外排穿层斜柱。由于柱长度大、倾斜布置，同时受力以压弯为主，所以，采用钢结构箱型截面柱；
(3) 外侧第二批斜柱。柱承受的重力荷载较大，与主体结构各层均连接，同时，顶层柱长度大、悬挂钢梯。结合这些特点，外侧第二批斜柱采用型钢混凝土柱；
(4) 高区看台斜梁。看台梁倾斜布置，在重力荷载和地震作用下，产生轴向拉力或压力。一般看台梁为钢筋混凝土梁，对于跨度较大（超过15米）、轴力较大的看台梁，采用型钢混凝土梁；
2、钢筋混凝土剪力墙
剪力墙以联肢墙为主，以更好的与框架协同工作。剪力墙布置示意图如下。

3.2.1 剪力墙布置平面示意图
3、楼盖系统
平层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁、板体系。
顶部看台板为现浇混凝土折板。看台板的受力特点是，沿看台径向，由于折板的效应，刚度较弱；沿看台环向，板传力连续，刚度较大。所以，按照刚度相等的原则，将看台折板等效为双向异性平板进行模型计算。

3.3 消能减震设计
1、项目特点
工程位于海口市，抗震设防烈度为8度（0.30g），为高烈度区。由于地震作用较大，所以，如果抗震设计仍采用传统“抗”的方式，势必会造成结构的不合理以及经济造价上的浪费。采用消能减震技术，以“放”的方式，减小地震作用，是更为合理的方法。
2、消能减震设计范围
主体结构由下部看台和上部屋盖罩棚组成。屋盖罩棚为轻型钢索膜结构，设计主要由风荷载控制，不需采取消能减震措施。看台结构地震作用明显，所以，消能减震设计主要针对看台结构。
3、西看台消能减震的详细设计
(1) 消能减震器的选用
借鉴已有工程的实践和经验，通过试算分析，确定结构采用粘滞阻尼器和连梁金属阻尼器结合使用。其中，粘滞阻尼器在小、中、大震作用下均工作耗能，金属连梁阻尼器在小震下为弹性状态，在中、大震下耗能。
(2) 消能减震器的布置和计算
消能减震器主要布置在结构层间位移较大的3、4层区域。经计算，共计采用64套粘滞阻尼器，在小震作用下，为结构提供的附件阻尼比为5%。
粘滞阻尼器的参数初步确定如下表。
阻尼器类型
阻尼系数
阻尼指数
最大阻尼力
极限位移
粘滞阻尼器
250kN/(mm·s)0.3
0.3
1700kN
±50mm
粘滞阻尼器与主体结构采用墙式连接，布置位置详下图。
粘滞阻尼器

3.3.1 消能减震器布置示意图

3.3.2 消能减震器布置平面示意图（3~4层区域）
第四章 结构超限情况分析
4.1 不规则情况分析
依据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2015]67号)，本工程不规则性情况汇总如下表：
序号
不规则类型
不规则涵义
结构分析结果
规则判断
1a
扭转不规则
考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2
Y向地震作用下，最大位移比1.58
不规则
1b
偏心布置
偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%
楼面为半圆环形，3层偏心率为0.47>0.15
不规则
3
楼板不连续
有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高
二层中间区域，由于楼板开洞，造成楼板有效宽度/总宽度=6.9/48.9=14.1%
不规则
4b
尺寸突变
竖向构件收进位置高于结构高度20%且收进大于25%,或外挑大于10%和4m,多塔
三层竖向构件收进，收进位置高度8.4m，接近结构最高处高度的20%即42.8x20%=8.56m，
收进尺寸为下层宽度的12.5/42.0=29.7%
不规则
7
局部不规则
(1) 看台最外排柱在三层及以上为穿层柱；
(2) 看台外侧2排柱为向外倾斜的斜柱。
(1) 最外排穿层柱穿越3层，柱最高处高度为34.4m；
(2) 外侧2排柱向外倾斜，与水平面夹角分别为70°、77°
不规则

4.2 超限情况小结
1、扭转不规则：考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2，为1.58；
2、楼板不连续：二层中间区域，由于楼板开洞，造成楼板有效宽度/总宽度=6.9/48.9=14.1%；
3、竖向尺寸突变：三层竖向构件收进，收进处高度8.4m，约为结构高度的20%，即42.8x20%=8.56m；且收进比例为12.5/42.0=29.7%，大于25%；
4、局部不规则：最外排穿层柱穿越3层，柱最高处高度为34.4m；外侧2排柱向外倾斜，与水平面夹角分别为70°、77°。

第五章 针对超限采取的措施和对策
5.1 结构的抗震性能目标
基于本工程的重要性和复杂性，整体结构抗震设防性能目标拟接近《高层建筑混凝土结构规程》规定的 “性能目标D”，具体内容如下：
结构抗震性能目标D
多遇地震
（小震)
设防烈度地震
（中震)
罕遇地震
（大震)
性能水准
1
4
5
构件损坏程度描述
关键构件：完好
关键构件：轻度损坏
关键构件：中度损坏
普通竖向构件：完好
普通竖向构件：部分中度损坏
普通竖向构件：部分比较严重损坏
耗能构件：完好
耗能构件：部分比较严重损坏
耗能构件：比较严重损坏
层间位移角限值
1/800
－
1/100
构
件
性
能
关键构件
底部加强区及竖向收进层（1~3层）剪力墙
弹性
抗剪承载力弹性、正截面承载力不屈服
允许墙肢进入屈服，受剪截面应满足截面限制条件；控制层间位移角限值；
消能器结构的周边约束梁柱
弹性
-
极限承载力大于消能器阻尼力的标准效应组合值
外排穿层斜柱
弹性
弹性
允许部分框架柱进入屈服；控制层间位移角限值；保持柱的稳定性
普通竖向构件
框架柱、4层剪力墙
弹性
允许部分框架柱、墙肢进入屈服；
受剪截面应满足截面限制条件
允许较多框架柱、墙肢进入屈服；
控制层间位移角限值
耗能构件
连梁
弹性
允许部分连梁进入
屈服；
允许部分连梁出现
较严重破坏
粘滞阻尼器
阻尼器位移、阻尼力、速度等在其力学性能要求范围内
阻尼器位移、阻尼力、速度等在其力学性能要求范围内
阻尼器位移、阻尼力、速度等在其力学性能要求范围内
连梁阻尼器
弹性
屈服，阻尼器的位移、荷载在其力学性能要求范围内
屈服，阻尼器的位移、荷载在其力学性能要求范围内
5.2 加强计算分析
1、看台与屋盖罩棚组成的整体结构，分别进行结构总装模型分析和将屋盖罩棚作为荷载施加到看台支座的简化模型分析，以确保计算的准确性；
2、采用盈建科软件和Midas Gen软件进行结构的小震弹性分析对比计算，相互校核，保证结构计算的准确性、以及各项指标满足规范的要求；
3、关键构件进行中震、大震性能分析并进行设计；
4、采用弹性时程方法补充分析，以有效地反映结构竖向收进引起的高阶振型影响；
5、进行大震下的弹塑性时程分析，确保结构大震不倒；
6、针对薄弱层，地震作用标准值的剪力乘以1.25的增大系数；
7、对于竖向收进和刚度突变的3层结构，将其作为嵌固端进行3层及以上结构的补充分析，以保证收进楼层的安全性；
8、楼板按弹性板计算，以真实考虑其面内刚度和由于楼板开洞造成的刚度削弱；
9、看台板为现浇混凝土折板，按照看台面内两个方向刚度分别等效的原则，以平板代替看台板进行模型计算。
5.3 构造加强措施
1、对竖向收进楼层（3层）楼板进行构造加强，板厚180，按楼板应力分析结果进行配筋，并且配筋率不小于0.25%；
2、对承受轴压力、轴拉力的看台斜梁，按偏压、偏拉构件进行配筋设计；对于承受轴拉力的看台梁，控制纵筋配筋率，当轴力较大时配置钢骨；
3、对穿层柱补充屈曲分析和非线性极限承载力分析，并按照分析结果进行构件设计；对于混凝土穿层柱，控制纵筋配筋率，全高箍筋加密；

第六章 抗震超限设计的计算及分析论证
6.1 分析软件及主要参数设置
1、计算分析软件
根据《高规》第5.1.12条的要求，体型复杂、结构布置复杂的高层建筑结构应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行计算。
本工程采用两种软件为：盈建科(v1.6.3.1)和Midas Gen(V8.21)，相互校核，以确定分析模型的准确性。
2、计算分析内容
看台与其上屋盖罩棚组成整体结构，计算分析时均考虑两者的相互作用。整体结构模型分为按实际结构布置进行总装的整体模型，和将屋盖罩棚作为荷载施加到看台支座的简化整体模型，并将两种模型的计算结果进行对比分析，以确保计算的准确性。
结构主要的计算内容如下：
① 小震弹性静力分析
采用Midas Gen和盈建科进行分析对比，相互校核。
② 小震弹性时程分析
根据规范要求，对本工程进行整体的弹性时程分析，比较与振型分解反应谱法的结果，确保结构分析的全面性，保证结构受力安全可靠。
③ 罕遇地震下的弹塑性静力分析（push-over）
④ 罕遇地震下的弹塑性动力时程分析
⑤ 对有抗震性能要求的构件，按照其抗震性能水准进行相应的抗震分析
⑥ 超长混凝土结构温度应力分析
⑦ 关键、重要构件、节点的应力分析
3、计算分析假定
(1) 结构整体的施工模拟，依照施工顺序。
(2) 由于楼板、看台板的平面布置不规则，所以均实际考虑板的面内刚度，将全楼楼板设为弹性板（弹性膜）。
3、采用Midas Gen和盈建科程序分析时，均按照结构实际尺寸建立准确模型；结构嵌固于地下室顶板。

6.2 整体简化模型的小震弹性分析
1、结构分析主要参数
表6.1.1
上部结构嵌固
部位
竖向荷载加载
方式
是否采用刚性楼板假定
是否考虑P-△效应
地震作用分析方法
地下室顶板
模拟施工加载方式（逐层调平）
否
是
总刚分析方法
振型组合方法
是否考虑偶然
偏心
是否考虑双向地震扭转效应
计算振型数
周期折减系数
扭转耦联(CQC)
是
是
30
0.80
重力荷载代表值
结构阻尼比
场地特征周期
多遇地震影响系数最大值
全楼地震作用放大系数
恒载+0.5活载
0.10（采用消能减震措施）
0.35s
0.24
1.00
层刚度计算方法
梁端弯矩调幅
系数
中梁刚度增大系数
梁扭矩折减
系数
连梁刚度折减系数
地震剪力与地震层间位移比
0.85
按照《抗规》
算法
0.4
0.7
6.2 结构主要计算结果对比
项 目
盈建科
Midas Gen
竖向荷载
结构总重量(KN)
756917
764974
周期（s）
T1
0.5336
0.5096
T2
0.4730
0.4649
T3
0.4100
0.4087
扭转与平动第一自振周期比
T3/T1
0.768
0.802
地
震
作
用
地震最大
层间位移角
X向
1/951
1/997
Y向
1/1312
1/1288
地震最大位移与平均位移比
X向
1.55
1.229
Y向
1.58
1.498
基底剪力
(KN)
X向
70539.36
68210.59
Y向
69594.34
64586.478
基底倾覆力矩(KN.m)
X向
1413528.94
1426073.61
Y向
1355028.38
1409128.54
剪重比
Qx/Ge
9.319%
9.70%
Qy/Ge
9.194%
9.20%
振型有效质量
参与系数
X向
97.84%
99.49%
Y向
97.74%
99.58%

6.3 小震弹性分析的详细结果
以下为采用盈建科软件进行分析的详细结果。
1、楼层质量统计
楼层
盈建科
Midas Gen
恒载
活载
恒载
活载
1层
19890.2
3130.4
21284.4
3229.7
2层
21954.7
3131.1
19773.185
3142.223
3层
7107.5
797.1
6434.102
762.535
4层
17292.2
2388.6
19245.072
2626.222
总质量
66244.719
9447.1
66736.754
9760.710
2、周期和振型
特征值分析采用Ritz向量法，振型数30，水平两个方向的质量参与系数均大于90%。
振型号
盈建科
Midas Gen
周期（s）
平动系数
扭转系数
周期（s）
平动系数
扭转系数
1
0.5336
0.97
0.03
0.5096
86.02
11.55
2
0.4730
1.00
0.00
0.4649
83.04
0.11
3
0.4100
0.53
0.47
0.4087
9.83
86.26
4
0.3624
1.00
0.00
0.3865
92.16
0.04
5
0.3386
0.85
0.15
0.3416
32.08
65.52
6
0.3122
0.95
0.05
0.3233
86.27
0.65
Tt/T1
0.768
0.802
Tt/T2
0.867
0.879
3、地震作用下的楼层剪力和剪重比
楼层
盈建科
Midas Gen
X向剪力
X向剪重比
Y向剪力
Y向剪重比
X向剪力
X向剪重比
Y向剪力
Y向剪重比
1
70539.36
9.319%
69594.34
9.194%
68210.590
9.70%
64586.478
9.20%
2
59092.00
11.219%
57729.85
10.960%
60484.409
11.90%
56750.024
11.10%
3
41502.02
15.045%
39865.21
14.452%
42934.176
15.10%
41407.054
14.50%
4
34923.02
17.745%
33069.52
16.803%
36866.008
17.20%
36085.581
16.80%
4、地震作用下的结构位移
楼层
盈建科
Midas Gen
X向地震
Y向地震
X向地震
Y向地震
位移角
位移比
位移角
位移比
位移角
位移比
位移角
位移比
1层
1/ 951
1.05
1/1312
1.39
1/997
1.105
1/1288
1.088
2层
1/1280
1.17
1/1567
1.38
1/1204
1.117
1/1696
1.095
3层
1/1846
1.10
1/2350
1.58
1/2013
1.183
1/2660
1.466
4层
1/2187
1.55
1/2026
1.49
1/4628
1.229
1/4062
1.498
5、 结构楼层抗侧刚度及刚度比、楼层抗剪承载力
楼层
侧移刚度比
与上一层抗剪承载力比
X向
Y向
X向
Y向
4
-
-
-
-
3
1.906
1.900
1.10
1.36
2
4.204
4.013
1.59
1.74
1
2.930
2.576
1.10
1.07

6、整体稳定
依据《高规》第5.4.4条的要求：剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构的稳定应满足下式要求：EJd≥1.4H2∑Gi；当EJd≥2.7H2∑Gi 时，结构可不考虑重力二阶效应.
结构刚重比
规范要求
X向刚重比 EJd/GH**2=44.990