32层双塔带裙楼初步结构设计说明.doc

第四章 结 构
一、工程概况:
1、本工程为XXX。XX建筑场地位于XX，北侧与环城南路相邻，交通便利。
2、本工程包括32层大底盘双塔主楼和4层裙楼，主楼与裙楼均带2层地下室。其中主楼部分为建筑高度97.70m的A级高度钢筋混凝土剪力墙结构，裙楼部分为建筑高度16.50m的钢筋混凝土框架结构。具体详见工程概况一览表一、表二。
表 一
楼号
主楼部分
结构形式
剪力墙结构
地下层数
二层
地上层数
三十二层
地下部分功能
地下二层为设备用房和地下车库，层高3.6m；
地下一层为地下农贸市场和仓库，层高4.5m；室内外高差0.3m。
地上部分功能
地上一层至四层为商铺，一层高4.8m；二层至四层层高3.9m；
五层至三十二层均为民用住房，层高2.9m。
主楼高度
长度×宽度
大底盘双塔楼，主要屋面标高97.7m，室内外高差0.3m。
单塔：24.6mX26.6m
高宽比
3.98
长宽比
1.08

表 二
楼号
裙楼部分
结构形式
框架结构
地下层数
二层
地上层数
四层
地下部分功能
地下一层为农贸市场，层高4.5m，局部层高3.9m；地下二层为车库，层高3.6m。
地上部分功能
地上一层至四层为商铺，一层高4.8m；二层至四层层高3.9m。
主楼高度
长度×宽度
主要屋面标高16.5m
地上71.0X22.5m；地下71.0X34.5m
高宽比
0.73
长宽比
3.16
最大轴网尺寸
7.6mX9.2m
二、设计依据及条件:
1、主要规范及规程
（1）《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部分 2009版）
（2）《建筑工程抗震设防分类标准》 （GB50223-2008）
（3）《建筑结构可靠度设计统一标准》 （GB50068-2001）
（4）《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）（2006年版）
（5）《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2010）
（6）《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010）
（7）《高层建筑混凝土结构技术规程》 （JGJ3-2010）
（8）《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》 （JGJ6-2011）
（9）《混凝土结构耐久性设计规范》 （GB/T50476-2008）
（10）《工业建筑防腐蚀设计规范》 （GB50046-2008）
（11）《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2011）
（12）《建筑桩基技术规范》 （JGJ94-2008）
（13）《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002)
（14）《地下工程防水技术规范》 （GB50108-2008）
（15）《建筑工程设计文件编制深度规定》([建质2008]216号）
（16）甘建设2008〔249〕号文件
2、结构设计使用年限50年。
3、自然条件
基本风压：0.40KN/m2 (按《高规》第4.2.2条取值 )
基本雪压：0.15KN/m2(100年)
抗震设防烈度：8度；
设计基本地震加速度值：0.20g；
设计地震分组：第二组；
场地特征周期：0.40s；
4、地质资料
4.1本工程根据XX公司提供的《XX岩土工程勘察报告》建筑场地岩土工程建筑场地在勘察深度范围内自上而下依次可划分为：
①. 杂填土层 (Q4ml)：土黄色～杂色，稍湿～饱和。成分以粉质粘土为主，含大量煤渣、碎石、砖块等建筑垃圾和生活垃圾，均匀性差，松散～稍密。该层厚1.30～3.00m。
②. 粉质粘土层(Q4al)：黄褐色，局部夹棕黄色团块，可塑～流塑。见少量植物根系，局部夹薄层粉土或细砂，均匀性一般。层面深度1.3～3.0m，层面标高955.73～957.56，层厚2.2～6.1m。
②1. 淤泥质粉质粘土层(Q4l)：青灰～灰色、下部多呈灰黑色，含大量植物腐殖质、具臭味，切面稍光滑，土质不均，局部为含粘性土粉砂。饱和，软塑～流塑。层面深度5.2～8.5m，层面标高950.21～953.66，层厚6.3～10.6m。
③. 细砂层（ Q3al）: 青灰色，颗粒成分为石英、长石，颗粒均匀，含少量粘性土，一般松散～稍密，饱和。场地东部中间地段无此层。层面深度13.8～15.3m，层面标高943.37～944.96，层厚0.0～1.5m。
④. 圆砾层（ Q3al+pl）:青灰色，饱和，呈亚圆～圆形，母岩成分以灰岩、石英岩和砂岩为主，粒径一般为2～40mm，该层下部骨架颗粒含量一般不小于55%，以砂砾为主充填，局部混少量卵石和漂石。级配良好，一般上部1.5m稍密为主，以下中密为主。场地西北角底部夹薄层含砾细砂透镜体。层面深度14.1～16.2m，层面标高942.62～944.59，层厚2.4～6.8m。
⑤. 砂岩（ N）:勘探最大揭示厚度3.7m，未揭穿，紫红色、灰白色，一般由粉砂、细砂、砾石组成，层状构造，上部0.8～1.2m一般为强风化，含有砾石、成分为石英、灰岩和长石，风化作用较强，胶结程度差，手可捏碎，岩芯大多呈碎块状。以下为粉粒、细粒结构，泥、钙质胶结，胶结程度一般，岩质较硬，不易钻进，岩芯多呈短柱状。层面深度17.7～22.7m，层面标高936.12～941.07，层厚3.7m。
4.2 场地土力学指标见下表：
地层承载力和变形参数一览表
土层名称
编 号
承载力特征值Fak(Kpa)
压缩模量
Es(Kpa)
变形模量
Eo(Kpa)
②
粉质粘土层
100.0
4.0

②1
淤泥质粉质粘土层
80.0
2

④
圆砾（1.5m以上）
300.0
25

圆砾（1.5m以下）
400.0
35

⑤
砂岩
450.0
35

4.3 勘探期间，第③细砂层、④圆砾层为主要含水层，透水性较好，地下水埋藏类型属孔隙潜水型，勘察期间地下水位埋深1.5～1.8m，水位标高956.93～957.25m。地下水位有随年份和季节性变化的特点，最大变幅在1～2m左右。
场地内地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。
4.4 地基土对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。
4.5 场地土类型属中软场地土，场地类别属Ⅱ类。场地所在区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第二组，场地的设计特征周期为0.40s. 结构阻尼比5%，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.90。建筑场地属工程建设的一般地段。
4.6 场地土的液化及湿陷性评价
1勘察区内粉质粘土不具湿陷性。
2勘察区内饱和细砂层具液化性，液化等级判定为轻微;桩身穿透细砂层。不考虑液化对建筑物的影响。
4.7 场地所在区地面标准冻结深度0.60m。
三、建筑分类等级:
1、建筑结构安全等级二级
2、地基基础设计等级甲级
3、主楼部分抗震设防类别丙类
裙楼部分抗震设防类别乙类
4、钢筋混凝土结构抗震等级：
主楼部分 ：剪力墙结构抗震等级一级
裙楼部分 ：框架结构抗震等级一级
5、地下室防水等级一级，抗渗等级为P8
6、建筑防火分类一类，建筑耐火等级一级
四、主要荷载取值:
1、主要活荷载标准值
地下农贸市场、商场：3.50KN/m2；
商场公共卫生间：4.00KN/m2；
商场楼梯间：3.50KN/m2;
库房：5.0KN/m2；
上人屋面：2.0KN/m2，不上人屋面：0.5 KN/m2；
屋顶花园：3.0 KN/m2；
电梯机房、通风机房：7.0KN/m2；
车库：5.0KN/m2，消防车道：20.0 KN/m2；
阳台：2.5KN/m2；
其余均为2.0KN/m2。
2、场地特征周期0.40s，结构阻尼比5%，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.90。
五、上部、地下室、地基基础结构设计:
1、上部结构及地下室：
（1）高层部分采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构。
（2）裙楼部分采用现浇钢筋混凝土框架结构。
（3）各结构单元楼盖均采用现浇钢筋混凝土梁板式楼盖。
（4）地下部分结构防水、防腐措施
地下外墙，筏板的防水等级为一级，抗渗等级为P8 。基础混凝土水胶比<0.5水泥用量>300 kg/m3，最大氯离子含量0.1%。基础混凝土采用铝酸三钙不大于8%的普通硅酸盐水泥。
2、地基基础
（1）主楼、裙楼均采用钢筋混凝土平板式筏形基础，持力层采用圆砾层④。
（2）“基础平面布置图”见图纸部分。
（3）基坑开挖过程中遇到的地下水,必须采取降水措施将地下水位降至操作面以下一米左右,且保持降水状态至基础施工完毕。降水应委托有正规资质的专业单位进行设计、施工。深基坑的开挖支护，应委托有正规资质的专业单位进行设计、施工。
六、主要结构材料:
1、混凝土强度等级：见图纸部分。
2、钢 筋：采用HPB300（Ⅰ级），HRB335（Ⅱ级），HRB400（Ⅲ级）。
3、墙 体：外墙、分户墙和隔墙采用加气砼砌块砌筑，外墙厚300mm,分户墙厚200mm，隔墙厚150mm。电梯井隔墙采用KP1型多孔砖，用M7.5混合砂浆砌筑，且每半层处设置圈梁。砌筑等级为B级。
4、混凝土结构环境类别：
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），地下部分为五类环境；檐口等外露构件为二b类环境；其余结构构件为一类环境。
混凝土结构耐久性要求：
环境类别
最大水胶比
最小水泥用量(kg/m3)
最低砼强度等级
最大氯粒子含量(%)
最大碱含量(kg/m3)
一
0.60
225
20
0.3
不限制
二b
0.50
275
C25
0.15
3.0
七、结构分析:
1、计算软件
采用中国建筑科学研究院PKPM系列软件（2010年版），包括SATWE、JCCAD系列软件。
2、结构计算分析程序和结果
（1）主楼剪力墙结构部分：A-2～A-9轴，A-A～A-G轴；B-1～B-8轴，A-A～A-G轴。
a、建筑结构分析计算程序采用中国建筑科学研究院《结构平面计算机辅助设计软件PMCAD，2010年版》及《多层及高层建筑结构空间有限元分析设计软件（SATWE，2010年版）》。
结构整体计算嵌固部位为地下室一层顶板。地震作用按两个主轴方向，考虑偶然偏心。
b、主要计算参数
振型组合方法: 耦联(CQC)
计算振型数: 22
地震烈度: NAF = 8（0.20g）
场地类别: KD = 2
设计地震分组: 第二组
特征周期：TG = 0.40
剪力墙的抗震等级: NW = 1
周期折减系数: TC = 0.9

是否考虑偶然偏心:是
是否考虑双向地震扭转效应:否
梁刚度放大系数：按2010规范取值
梁端弯矩调幅系数：0.85
c、计算结果见计算结果一览表
（2）裙楼框架结构：A-9～B-1轴，A-A～A-G轴；C-1～C-12轴，C-A～C-D轴。
a、建筑结构分析计算程序采用中国建筑科学研究院《结构平面计算机辅助设计软件PMCAD，2010年版》及《多层及高层建筑结构空间有限元分析设计软件（SATWE，2010年版）》。
结构整体计算嵌固部位为地下室一层顶板。地震作用按两个主轴方向，考虑偶然偏心。
b、主要计算参数
振型组合方法: 耦联(CQC)
计算振型数: 9
地震烈度: NAF = 8（0.20g）
场地类别: KD = 2
设计地震分组: 第二组
特征周期：TG = 0.40
框架的抗震等级: NF = 1
周期折减系数: TC = 0.8
是否考虑偶然偏心:是
是否考虑双向地震扭转效应: 否
梁刚度放大系数：按2010规范取值
梁端弯矩调幅系数：0.85
c、计算结果见计算结果一览表
八、主要构件截面尺寸:
（1）板厚：见图纸部分.
（2）梁、柱截面尺寸：见图纸部分.
（3）墙截面尺寸：见图纸部分.

主楼部分计算结果一览表
层数
周期
Tt/T1
轴压比
墙/柱（最大）
最小剪重比
最大层间
位移角
有效质量系数
规定水平力下最大层间位移与平均层间位移的比值
备 注
地上32层
地下2层
T1=2.3699（平动）
T2=2.3487（平动）
T3=2.2584（平动）
T4=1.9842（平动）
T5=1.4610（扭转）
T6=1.4184（扭转）

0.62
0.45/0.61
X向:3.22%>3.20%
Y向:3.29%>3.20%
X向:1/1041＜1/1000
Y向:1/1127＜1/1000
X向:98.68%>90.00%
Y向:99.51%>90.00%
X向:1.06
Y向:1.01
22个振型取前
6个
刚重比
本层与上一层承载力比值
重力二阶效应结构体稳定验算
抗倾覆验算结果零应力区(%)
规定水平力下楼层最大位移与层间平均位移的比值
地震作用最大方向角
地震倾覆力矩百分比
X向:4.85
Y向:4.95
X向:0.91
Y向:0.88
满足要求
X向:0.00
Y向:0.00
X向:1.04
Y向:1.02
69.37
X向: 22.67%
Y向: 15.38%

裙楼部分计算结果一览表
层数
周期
Tt/T1
轴压比
（最大）
最小剪重比
最大层间
位移角
有效质量系数
最大层间位移与平均层间位移的比值
备 注
地上4层
地下2层
T1=0.8135（平动）
T2=0.7827（平动）
T3=0.7322（扭转）
T4=0.2525（平动）
T5=0.2514（平动）
T6=0.2404（扭转）
0.90
0.64
X向:5.04%>3.20%
Y向:4.82%>3.20%
X向:1/730＜1/550
Y向:1/697＜1/550
X向: 99.51%>90.00%
Y向: 99.50%>90.00%
X向:1.03
Y向:1.20
9个振型取前
6个
刚重比
本层与上一层承载力比值
重力二阶效应结构体稳定验算
抗倾覆验算结果零应力区(%)
楼层最大位移与层间平均位移的比值
地震作用最大方向角
均满足要求
X向: 0.99
Y向: 0.92
满足要求
X向:0.00
Y向:0.00
X向:1.04
Y向:1.20
-0.004