上海某大院结构初步设计说明.doc

第二节 初步设计说明（结构模板）
编制说明 ：
1. 本模板根据中华人民共和国住房与城乡建设部《建筑工程设计文件编制深度规定》及《上海现代建筑集团有限公司设计深度统一标准（试行稿）》编制。
2. 设计人员对本说明的排序和内容，一般不得调整。
3. 模板中的示例仅作示意，并不完整，设计人员应根据实际情况进行增删、调整。
4. 字体与大小根据建筑整体文本要求统一排版。
5. 以下十项内容中，1~8项为结构初步设计说明中必须包括的内容，应按序排列，8~11项可视项目的具体情况而定，并可以合并在一起加以说明。

[1.工程概况]
l 工程建造地点、工程分区、主要功能；
l 各单体（或分区）建筑的长、宽、高，地上与地下层数，各层层高，主要结构跨度，特殊结构及造型，工业厂房的吊车吨位等。

一、工程概况
本工程位于上海市长宁区，东临申虹路，西至申长路，北侧紧邻虹桥商务区管委会大楼，南到甬虹路。总建筑面积4.2万平方米，其中地上3.7万平方米，地下0.5万平方米。本项目由五幢五星级酒店建筑组成，地上层数均9层，东侧3幢，建筑总高度均为39.2米；西侧2幢，建筑总高度均为39.3米。各单体地下室均为三层。

[2.设计依据]针对项目具体情况，阐明将在设计中采用的：
l 各单体建筑的结构设计使用年限；
l 工程地质勘察报告或可靠的地质参考资料；
l 场地地震安全性评价报告（必要时提供）；
l 风洞试验报告（必要时提供）；
l 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；
l 批准的上一阶段的设计文件；
l 本专业设计所执行的主要法规和所采用的主要标准（规范与规程名称、编号、年号、版本号，有局部修改的应列出修改日期）；）
l 设计中采用的标准图集；

二、 设计依据
1. 本工程各单体的结构设计使用年限为50年。
2. 上海市岩土地质研究院有限公司2013年5月提供的《虹桥商务区核心区（一期）07-2地块兆德西区、东区项目岩土工程勘察报告》（详勘）（工程编号：2013-041（GK））
3. 建设方提供的本工程设计任务书。
4. 本工程方案设计批文（编号 ）。
5. 建筑专业提供的初步设计图纸及其他专业提供的有关资料。
6. 本工程设计中采用的主要规范、规程及标准
全国规范、规程及标准：
《建筑结构可靠度设计统一标准》 （GB50068-2001）
《工程结构可靠性设计统一标准》 （GB50153-2008）
《建筑工程抗震设防分类标准》 （GB50223-2008）
《建筑结构荷载规范》 （GB5009-2012）
《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2010）
《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010）
《高层建筑混凝土结构技术规程》 （JGJ3-2010）
《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2011）
《建筑桩基技术规范》 （JGJ94-2008）
《建筑设计防火规范》 （GB50016-2006）
《高层民用建筑设计防火规范》 （GB50045-95）（2005年版）
《地下工程防水技术规范》 （GB500108-2008）
《混凝土结构耐久性设计规范》 （GB/T50476-2008）
《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）
《建筑钢结构焊接技术规程》 （JGJ81-2002）
… …
上海地方规范、规程及标准：
《地基基础设计规范》 （DGJ08-11-2010）
《建筑抗震设计规程》 （DGJ08-9-2003）

[3.建筑分类等级] 根据本项目特点说明下列建筑分类等级及所依据的规范或批文：
l 建筑结构安全等级；
l 地基基础设计等级；
l 建筑抗震设防类别；
l 钢筋混凝土结构、钢结构抗震等级；
l 地下室防水等级；
l 人防地下室的设计类别、防常规核武器抗力级别和防核武器抗力级别；
l 建筑防火分类等级和耐火等级。

三、建筑分类等级
1、本工程建筑结构的安全等级二级。依据《工程结构可靠性设计统一标准》；（GB50153-2008 表3.2.1）
2、本工程地基基础的设计等级为甲级。依据 《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002 表3.0.1）
3、本工程建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类）。依据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008 条文3.0.2、4.0.3）
4、①本工程塔楼A、B采用钢筋混凝土框架体系，框架抗震等级为二级，其中塔楼B梁托柱转换，转换梁柱抗震等级为一级。（GB50011-2010 表6.1.2）
②本工程塔楼C、D、E均采用钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，框架和剪力墙抗震等级均为二级。（GB50011-2010 表6.1.2）（考虑到经计算首层框架所占倾覆力矩比接近50%，故按纯框架体系确定框架抗震等级）
③本工程地下室部分除主体范围内均采用钢筋混凝土框架结构体系，地下一层纯地下室部分框架抗震等级二级，主楼范围框架和剪力墙抗震等级均为二级，地下二层及地下三层框架和剪力墙抗震等级均为三级。（GB50011-2010 表6.1.2）
以上均依据《建筑抗震设计规范》，特殊构件的抗震等级可在下面第五节予以说明。
5、本工程地下室防水等级为一级。依据《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008 表3.2.1）
6、本工程地下室人防等级参见相关文件，（甲方另行委托设计）。
7、本工程建筑防火分类为一类，耐火等级为一级。依据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95表3.0.1、3.0.4）

[4.主要荷载（作用）取值] 列出各单体建筑物：
l 楼（屋）面活荷载、特殊设备荷载；
l 风荷载（包括地面粗糙度，有条件时说明体型系数）；
l 雪荷载（必要时提供积雪分布系数）；
l 地震作用（包括设计基本地震加速度、设计地震分组、场地类别、场地特征周期、结构阻尼比、地震影响系数等）；
l 温度作用及地下室水浮力的有关设计参数；
l 特殊的荷载（作用）工况组合，包括分项系数及组合系数。

四、主要荷载取值
1、本工程主要使用部位的设计活荷载：
办公室、客房 2.0kN/m2
厕所 2.5kN/m2
餐厅 2.5kN/m2
厨房 4.0kN/m2
汽车通道及车库 4.0kN/m2（单向板）
汽车通道及车库 2.5kN/m2（双向板）
消防车道 20.0kN/m2
疏散走廊、门厅 3.5kN/m2
消防楼梯 3.5kN/m2
地下车库 4.0kN/m2
通讯机房 　　　 7.0kN/m2
空调机房 7.0kN/m2
电梯机房 7.0kN/m2
变配电间、设备间 　按实际取
上人屋面 2.0kN/m2
不上人屋面 0.5kN/m2
屋顶花园 3.0kN/m2（不含覆土）
2、风荷载
本工程高层建筑设计基本风压0.55kN/m2，地面粗糙度为C类,风荷载体型系数为1.4。
3、雪荷载
基本雪压0.20kN/m2（50年一遇）。
4、地震作用
本工程抗震设防烈度为7度、设计基本地震加速度为0.1g，设计分组第一组，上海Ⅳ类场地，特征周期0.9秒，结构阻尼比为5%，多遇水平地震影响系数为0.08，罕遇水平地震影响系数为0.45。
本工程抗震措施按7度设防要求考虑。
5、地下水位
根据地勘报告，拟建场地内静止地下水埋深4.00~4.80米。设计时地下水位按不利因素考虑，抗浮工况水位按室外地坪下0.5米考虑，承压工况水位按室外地坪下1.5米考虑。

[5.上部及地下室结构设计]
l 结构缝（伸缩缝、沉降缝和抗震缝）的设置；
l 上部及地下室结构选型及结构布置说明；如上部结构及地下室平面尺寸、结构选型、上部结构高度、层数及层高，主要结构截面、地下室埋深、外墙厚度、室内外高差等；
l 关键技术问题的解决方法；特殊技术的说明，结构重要节点、支座的说明或简图；如结构转换、楼板开洞、结构错层及采用减隔震技术等说明及相应措施；
l 有抗浮要求的地下室应明确抗浮措施；
l 施工特殊要求及其它需要说明的内容。如抗收缩裂缝措施等要求

五、上部及地下室结构设计
（一）、上部结构选型及布置说明：
1、塔楼A上部结构设计
塔楼A建筑总高度为39.2米，地下三层，地上九层。根据建筑使用功能结构体系采用钢筋混凝土框架结构。地面以上框架抗震等级为二级。塔楼A分左右2栋楼，设有抗震缝。左侧主要柱截面为800X800mm，右侧主要柱截面为800X800mm和500X1000。首层地下室顶板在主楼范围内有两处地下车库入口，为顶板开大洞。为保证水平力能在地下室顶板有效传递，在洞口两侧布有纵横剪力墙，墙厚300mm。楼屋面均采用现浇钢筋混凝土梁板体系，结构布置详见后附图纸。

2、塔楼B上部结构设计
塔楼B建筑总高度为39.2米，地下三层，地上十层，由于底层功能要求，在二层处做局部转换。根据建筑使用功能结构体系采用钢筋混凝土框架结构。地面以上框架抗震等级为二级，转换构件为一级。鉴于建筑平面复杂，设置两条抗震缝将其分为三个结构单元，柱主要截面为450X1300mm和800X800mm，梁主要截面为450X650， 楼、屋面均采用现浇钢筋混凝土梁板体系，结构布置详见后附图纸。
… …

（二）地下室结构选型及布置说明：地下室共三层，主要作为商业、设备用房和停车库，除主楼下范围外均采用钢筋混凝土框架结构体系，楼面采用现浇钢筋混凝土梁板体系，结构布置详见后附图纸。
对于首层与地下室顶板有高差的框架梁、柱节点处，框架梁采取竖向加腋的措施，框架柱的抗震等级提高至一级，框架柱箍筋全长加密。对于连接两块楼板的框架大梁的箍筋进行全长加密设置，抗扭腰筋的直径不小于16，间距不大于150。
地下室设计时拟采取在外墙、底板及顶板迎水面保护层内设置钢筋网片、合理设置施工后浇带并在后浇带、外墙、底板及顶板混凝土中掺加膨胀纤维等等措施来控制结构的收缩裂缝。

[6。地基基础设计]
l 工程地质和水文地质概况，应包括各主要土层的压缩模量和承载力特征值（或桩基设计参数）；地基液化判别，地基土冻胀性和融陷情况，特殊地质条件（如溶洞、欠固结土）等情况说明，土及地下水对钢筋的腐蚀性；
l 基础选型说明；
l 采用天然地基时，应说明天然地基型式、基础埋置深度和持力层情况；采用桩基时，应说明桩基型式、桩类型、桩端持力层及进入持力层的深度、单桩承载力；采用地基处理时，应说明地基处理要求；
l 关键技术问题的解决方法；
l 必要时应说明对相邻既有建筑物等的影响及保护措施；
l 施工特殊要求及其它需要说明的内容。
l 沉降计算采用的模型、软件、计算结果和沉降控制标准的说明和桩总数的估算。

六、地基基础设计
1、根据上海市岩土地质研究院有限公司2013年5月提供的《虹桥商务区核心区（一期）07-2地块兆德西区、东区项目岩土工程勘察报告》，本工程场地典型土层分布见下表：
土层编号
岩土名称
土层平均厚度（m）
压缩模量(Mpa)
灌注桩极限侧阻力标准值(Kpa)
灌注桩极限端阻力标准值(Kpa)
②
灰黄色粉质粘土
1.55

15

③2
灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土土
1.34

15

③3
灰色淤泥质粉质粘土
6.25

15

④
灰色淤泥质粘土
5.65

20

⑤1-1
灰色粘土
6.42

30

⑤1-2
灰色粉质粘土夹粘质粉土
5.34

45

⑥
暗绿色粉质粘土
1.94
10
65

⑦-1
草黄~灰绿色粘质粉土夹粉质粘土
4.61
20
60

⑦-2
灰黄-灰色粉砂
5.85
60
65
1700
⑧-1
灰色粉质粘土夹砂
5.31
60
60

⑧-2
灰色粉砂
13.65
60
70
2200
⑨
灰色粉砂
未钻穿
60
80
2550
根据《岩土勘察报告》的结论判定：本场地属稳定场地，适宜本工程建设。地下潜水对混凝土结构有微腐蚀性，在长期浸水条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。本工程所在场地20米以浅无液化土层。
本场地内填土层含有大量建筑垃圾，局部有地下铸铁管线，施工前应予以处理。
2、塔楼基础采用桩+平筏板形式，纯地下室部分采用桩+平筏板形式，桩型均采用钻孔灌注桩。主塔楼范围下基础底板厚1000mm（部分柱下为满足冲切要求局部加厚），纯地下室部分基础底板厚1000，混凝土强度等级均为C35。
塔楼A、B主塔楼桩径为700mm，桩长34米，后注浆，桩端持力层为⑧-2层，单桩承压承载力设计值为2900kN。混凝土强度等级C35。塔楼C、D、E主塔楼桩径为700mm，桩长40米，后注浆，桩端持力层为⑧-2层，单桩承压承载力设计值为3500 kN,混凝土强度等级C35。纯地下室部分桩径为600mm，桩长32米，桩端持力层为⑧-2层，单桩抗拔承载力设计值为1200kN，混凝土强度等级C30.
4、本工程严格控制沉降，沉降分析采用JCCAD软件进行分析。经计算,各主楼最大沉降控制规范限值以内。

[7。结构分析]
l 采用的结构分析软件名称、版本号、编制单位；复杂结构和重要建筑应至少采用两种不同的计算软件；
l 结构分析所采用的计算模型、整体计算嵌固部位，结构分析输入的主要参数，必要时附计算简图模型；
l 列出主要控制计算结果，可以采用图表方式表示；对计算结果进行必要的分析和说明。
l 多层砌体结构宜包括在竖向荷载和地震作用下墙体构件的强度分析结果。
l 多层和高层混凝土或钢结构一般应包括
l 结构纵、横、扭方向的周期；周期比；振型数和质量参与系数；
l 水平风荷载和地震作用下的顶点位移和最大层间位移角及位置；
l 地震作用下楼层竖向构件的最大水平位移（或层间位移）值与平均值的比值；
l 结构总重力；总地震作用；总风力；最不利地震作用方向角；
l 基底剪重比；刚重比；上下层结构侧向刚度比和抗剪承载力比；
l 嵌固层刚度比及计算范围；
l 柱和墙的最大轴压比；
l 风和地震作用下的总倾覆力矩及底层墙体和框架承担的倾覆力矩的比例；
l 风和地震作用下的基底剪力及底部框架承担剪力的比例；
l 采用时程法采用的波形、时程法和反应谱法计算结果的比较等。
l 大跨度结构应包括结构的挠度、主要构件的应力、整体和局部的稳定情况等。
l 其它根据规范应验算的分析结果。如舒适度、人致振动等验算结果。

七、结构分析　　
1、本工程均采用中国建筑科学研究院CAD工程部编制的SATWE软件（Ver2011.01））进行计算分析，其中塔楼A、B采用了PMSAP软件进行计算复核。
2、结构分析的主要假定及相关计算参数：
l 上部结构嵌固在地下室顶板
l 模拟施工加载3
l 考虑双向和偶然偏心地震作用
l 框剪结构周期折减系数0.8；框架结构周期折减系数0.60
l 阻尼比0.05
l 地震计算考虑扭转耦联效应
l 中梁刚度放大系数按《混凝土结构设计规范》表5.2.4执行
l 地震力计算采用CQC法，考虑双向地震作用及偶然偏心计算

3、主要计算结果如下：
塔楼A SATWE与PMSAP计算结果
项 目
SATWE
PMSAP
自振周期
(S)
T1
1.3776（平动100%)
1.345（平动100%)
T2
1.3600 (平动100%)
1.320 (平动100%)
T3
1.0984 (扭转100%)
1.063(扭转100%)
周期比
T3/T1
0.7973
0.790
结构总重量 (kN)
Ge
438078
438596
嵌固端以上结构重力荷载代表值(kN)
Ge
194088
194109
嵌固端总水平地震力(kN)
Vex
12209.24
12071.9
Vey
12108.88
11907.1
地震作用下剪重比
λx
6.29%
6.22%
λy
6.24%
6.13%
地震作用下嵌固端基底弯矩(kN.m)
Mex
333280.53
328953.4
Mey
331347.25
326239.3
地震作用下顶点最大位移(mm)
Δex
49.78
48.86
Δey
51.11
49.99
地震作用下最大层间位移角
δex
1/ 578
1/594
δey
1/ 569
1/588
总水平风荷载(kN)
Fwx
1102.4
1102.4
Fwy
1973.0
1973.0
风荷载作用下嵌固端基底弯矩(kN.m)
Mwx
26544.6
26379.336
Mwy
47689.3
47392.905
风荷载作用下顶点最大位移(mm)
Δwx
3.97
4.226
Δwy
7.21
7.500
风荷载作用下最大层间位移角
δwx
1/6266
1/6519
δwy
1/3801
1/3995
地震作用规定水平力下最大位移比
X±5%
1.18
1.171
Y±5%
1.28
1.231
结构刚重比
X方向
44.97
47.46
Y方向
47.90
49.34
嵌固端刚度比（地下一层/地上一层）
X方向
20
20
Y方向
20
17
本层刚度比上层刚度的70%和上三层刚度平均值的80%中的最小值
X方向
1.2544（首层）
1.33（首层）
Y方向
1.3011（首层）
1.35（首层）
质量参与系数
X方向
99.50%
98.18%
Y方向
99.50%
97.85%
最小层间受剪承载力比（下/上）
X方向
0.89（首层）
0.9（首层）
Y方向
0.89（地下二层）
0.92（首层）
最不利地震作用方向角

62.191
-30.53
注：
结构无软弱及薄弱层

… …
[8。主要结构材料]
l 混凝土强度等级、钢筋种类、砌体强度等级、砂浆强度等级、钢绞线或高强钢丝种类、钢材牌号、特殊材料或产品（如成品拉索、锚具、铸钢件、成品支座、阻尼器等）的说明。

八、结构材料
1、混凝土： 基础垫层C15；地下室底板、外墙C35；框架柱、剪力墙C50～C40；梁、板C35；地下室外墙、底板、顶板混凝土抗渗等级为P8~P6。
2、钢 筋： HPB300，HRB335，HRB400。
3、钢 材： Q235B、Q345B。

[9.规则性判别]
l 复杂结构的规则性判断及处理措施。例如：是否属超限高层建筑；对结构转换层、加强层、错层、连体结构、多塔楼结构等的对应措施。

[10.技术创新]对结构设计中所采用的新结构、新材料，拟采用的特殊分析方法、试验手段等加以说明。

[11。其它需要说明的内容]
l 结构设计的特殊难点及采用的对策。例如：对重要的非常规节点连接方式的考虑；对特殊空间结构的说明；对特殊地质现象的处理措施等；
l 必要时应提出的试验要求，如风洞试验、振动台试验、节点试验等；
l 进一步的地质勘察要求、试桩要求等；
l 尚需建设单位进一步明确地要求；
l 对需要进行抗震设防专项审查和其它专项论证的项目应明确说明；
l 提请在设计审批时需解决或确定的主要问题。
l 设计者认为需要说明的其它问题。如安全等级为一级或三级的建筑物的特别说明；对施工工艺的特殊要求；对相邻建筑物的特殊保护措施；对基地有大面积填土时的要求；地下主体结构和临时围护结构的关系；基地周围河流的影响；对基地上原有建筑物的拆除要求等。

九、规则性判别
1、塔楼A结构规则性判断

不规则类型
涵义及规范规定限值
分析结果
判别结果
扭转规则性
考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2
1.18(X)
1.28(Y)
扭转不规则
楼板连续性
有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%
首层楼板设有车坡道入口，主楼相关范围内有效楼板宽度为典型楼板宽度的52%
规则
开洞面积大于30%
——
凹凸不规则
凹凸大于该方向总尺寸的30%

规则
侧向刚度不规则
小于上一层的70%或上三层平均值的80%

规则
竖向抗侧力构件不连续
竖向抗侧力构件由水平转换构件向下传递

规则
楼层承载力突变
小于上一层的80%

规则
规则性判断结论
为扭转不规则竖向规则的高层建筑

塔楼A结构规则性分析：塔楼A属于扭转不规则竖向规则的高层建筑，根据超限高层判断标准，不属于超限高层建筑。
塔楼A设计时采取了以下加强措施：
⑴针对扭转不规则：加强主塔楼外围框架梁的截面、加强裙房楼板宽度较小一侧的框架梁截面，控制结构前两阶平动周期的平动因子比例在95%以上，控制结构周期比不大于0.8。
⑵针对汽车坡道引起的楼板缺失，设计在洞口周边两个方向设剪力墙，按弹性楼板假定进行计算，根据中震弹性和双层双向要求配置楼板钢筋，同时满足楼板配筋率不小于0.25%。以上措施保证嵌固端处上部结构水平地震力能可靠地传递。
塔楼A大楼通过结构计算后，计算结果中各项指标基本满足现行规范和规程规定的要求，同时在抗震构造措施上分别采取以上所述加强措施后，我们认为结构具有较好的抗震性能，目前的设计方案是可行的、安全的。
… …
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