新百超限高层抗震设计专家审查报告.docx

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新百超限高层抗震设计专家审查报告

前期准备文件

1、南京市规划局建设工程设计方案审定通知书（编号：

城中20060236JF01）

2、北京市建筑设计院原有设计文件

3、南京新百三期塔楼续建建筑结构扩初文本

4、国家建筑工程质量监督检验中心No.L0230号检测报告

5、东南建设工程安全鉴定有限公司鉴定报告第206047号

6、南京新百三期塔楼续建超限咨询会会议纪要

7、南京新百三期塔楼续建加固方案咨询会会议纪要

第一部分：

已建部分的评定与加固报告

一、工程概况

南京新百三期塔楼续建工程地处南京市最繁华的商业地段——新街口商业中心区。

北侧为南京国际贸易中心及中山东路；西侧为新百二期及中山南路；南侧为新百一期及商业步行街，步行街对面为商贸大厦；东侧为商业步行街。

本项目与新百二期为一整体。

是在现有新百二期的基础上，将原设计的超高层塔楼按调整方案完成。

1.1、原设计工程概况

南京新百二期工程原设计由北京市建筑设计研究院于1996年9月之前完成。

南京新百三期塔楼是二期塔楼的续建项目。

二期工程于一九九七年完成至目前楼层：

裙楼八层、主楼十二层。

其中，裙楼为地下二层，地上八层。

该部分已竣工，并投入使用。

塔楼为地下三层，地上五十八层。

目前已施工至十二层，九层以下已投入使用。

原新百塔楼设计为：

地下三层，地上五十八层，总高度为210米。

采用外形圆形框架——圆形核心筒结构体系，九层以下外框柱距为9.0ｍ，框架柱尺寸为1.2ｍ×1.8ｍ，柱内设劲性钢骨，形成劲性钢筋混凝土柱，九层以上外框柱距为4.5ｍ，框架柱尺寸为1.0ｍ×1.4ｍ，第九层为结构转换层，内筒采用圆形钢筋混凝土剪力墙结构。

基础采用混凝土钻孔灌注桩，桩端持力层为中风化泥质砂岩，入岩5ｍ左右。

单桩承载力特征值10000KN。

原设计九层以下墙、柱砼强度等级为Ｃ60，梁板地下室部分为C30，±0.00以上为C25，基础承台为C40。

原与塔楼相连的商业裙房，地下二层，地上八层，总高度为39.60米，采用框架剪力墙结构，框架柱为ф800圆柱，楼面采用模壳结构，基础采用打入式预制桩，持力层为5-1层强风化岩，单桩承载力特征值为2800KN，柱砼强度为C45，墙体为C30，梁板均为C25。

主楼与裙房之间未设抗震、沉降及伸缩等变形缝，施工期间设置施工后浇带。

后浇带已封闭。

原设计均以89系列规范为依据。

1.2、现设计方案

新百三期塔楼为原设计二期主楼的续建工程，采用何斐德建筑事务所的建筑方案。

建筑外形平面从圆形过渡到方形，其塔楼四根柱逐步外斜。

地面以上58层，结构总高层236.2米。

拟利用设备及避难层设三个结构加强层。

结构体系延续原结构体系。

塔楼部分建筑平剖面详见第二部分介绍。

二、原塔楼续建思路

2.1上部结构形式

新百三期塔楼为原设计二期主楼的续建工程，九层以下同原设计，九层以上结构类别为框架——核心筒结构，核心筒同原设计，框架柱为劲性砼柱。

框架梁采用钢梁，外框架柱网同九层以下。

2.2连接部位处理

在核心筒外部分拆除原转换层结构以上部分，实现在九层楼面处上下柱连续对接，核心筒及核心筒内剪力墙保留到十二层。

续建所需拆除工作已按预定方案实施并已完成。

2.3已施工部分的加固思路

采用原设计条件，经计算分析原有主楼柱、墙基本上满足承载要求，但构造上明显不满足现行规范。

主要不足有以下几个方面：

劲性柱的配骨率，柱的配箍率，柱节点的配筋率，墙体约束边缘构件的几何尺寸，墙暗柱的配箍率均不满足特一级的构造要求。

因此，对已建部分主要受力构件进行构造加固及检测。

原设计墙柱平面图和原设计框架-核心筒剪力墙配筋图如下：

三、对已建成部分构件的检测

东南建设工程安全鉴定有限公司对已建部分主楼检测结果表明：

1）砼的耐久性基本满足现行规范的要求。

2）结构布置情况，抽检的钢筋间距，构件尺寸等符合设计要求。

3）已建成部分的主要构件（墙、柱）强度综合评定结果与原设计要求的指标有较大的出入。

其中：

墙原设计C60，实际评定结果为C45;柱原设计为C60，实测结果为地下二层到一层为C50，二层到八层C45，

仅梁板砼强度等级达到或高于原设计要求。

具体检测数据详见东大检测中心鉴定报告。

鉴于强度相差较多，按照实测结果进行整体计算分析，其竖向的强度不满足要求，因此必须对原有建设方案进行调整。

四、已建部分的性能评价

4.1与主楼相连的商业裙楼

根据超限高层抗震审查咨询意见，考虑到商业裙楼未作加层和改造，其抗震性能评价的依据仍延用GBJ11-89的《建筑抗震设计规范》。

由于商业裙楼未作检测，只能按原设计文件，通过与主楼的整体建模，采用现有的计算程序，经计算并按照GBJ11-89各项条文要求进行校核，基本满足要求。

为了准确分析主裙楼之间的相互影响，根据超过限高层抗震抗震审查咨询意见，主裙楼整体建模计算，其结果反映出在裙楼远端的一点上其扭转位移比超出新的JGJ3-2002的要求，但该点的位移角小于3倍的规范限值，其绝对值位移相对比较小。

其实主裙楼之的间的连接很弱，仅通过几根框架梁相连，相接的楼板由于楼梯和自动扶梯的设置而开通，我们认为主裙楼的相互影响不大或影响距离不会太远。

4.2续建需要保留的已建部分的主楼

鉴于强度相差较大，按照实测结果进行整体计算分析，其楼层水平构件的强度基本满足，但其竖向构件强度不满足要求，因此必须对原有设计方案进行调整。

五、对主楼结构设计方案调整的设想

根据计算值主要设想有：

一、对原有结构进行加固，直至满足现有各规范和规程的要求，上部方案不变；二、减少上部层数，使已建部分满足承载，按原方案对已建成结构作构造补强；三、扩大拆除范围，在原基础上重新按照新的建筑方案建造。

建设单位综合各方面的因素选择按方案一进行调整加固。

六结构加固设计依据

6.1设计依据

a）原设计塔楼的九层以下结构图纸

b）已竣工并需保留的砼构件的检测资料︰含混凝土强度等级，混凝土表面的碳化深度

c）南京新百三期塔楼续建加固方案咨询会会议纪要

6.2设计规范、标准及规程

《建筑抗震鉴定标准》GB50023—95

《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004

《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—2004

《建筑结构荷载规范》GB50009—2001

《建筑抗震设计规范》GB50011—2001

《混凝土结构设计规范》GB50010—2002

《混凝土结构加固设计规范》GB50367—2006

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002

《钢结构设计规范》GB50017—2003

《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—98

《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138—2001

《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082—97

《地下工程防水技术规程》GB50108—2001

6.3设计基本参数

设计使用年限：

50年建筑结构安全等级：

二级

抗震设防类别：

九层以下：

乙类抗震设防烈度：

7度

九层以上：

丙类

设计地震分组：

第一组基本地震加速度：

0.1g

水平地震影响系数最大值：

0.08阻尼系数：

0.04

场地类别：

Ⅲ类场地特征周期：

0.45s

地基土液化等级：

无液化基本雪压：

0.65（50年）KN/m2

基本风压：

0.45（100年）KN/m2地面粗糙度：

C

平均体形系数：

按实确定防水等级：

一级

6.4结构体系

本工程续建设计方案：

地下三层，±0.00以上五十八层，顶部还有二层设备层。

总高度：

至五十八层为236.2米，至设备层顶为248.2米。

九层以下同原设计。

本工程结构类型为框架——核心筒结构。

其中九、二十七、四十五层设置为加强层，属平面规则，竖向抗侧刚度不规则结构，高宽比6.22。

抗震等级：

框架、核心筒的剪力墙均按一级进行计算，按特一级构造。

框架柱采用劲性砼柱。

框架梁采用钢梁，与中筒相连根据楼层的结构要求采用刚接或铰接。

中筒剪力墙内设钢骨暗柱。

七结构加固方案

加固方案基于下列各条原则：

1）保证新方案设计的强度和构造要求；

2）解决新老砼共同工作；

3）节点区箍筋和纵筋添加；

4）新砼的收缩和徐变；

5）扩大截面部分对原砼标号的要求或处理措施。

7.1柱

柱的加固方法计划采用加大断面法。

在原有柱断面（1200X1800）外侧增加C60标号砼，形成1800X2300的大柱子。

（外围超出平面位置，要与建筑协调。

）

纵筋和箍筋按计算值配。

满足强度的基本构造要求,此时含骨率降到2.0%，故加固改造后的柱子按普通砼柱计算。

柱断面如图所示。

按照平截面假定对新形成的砼断面分别按弹性模量和抗压强度进行加权折算，强度平均值略大于C50，弹性模量接近于C50砼，考虑到高标号砼均在外侧受压区，因此进行整体分析时取柱砼标号为C50。

柱加固的范围分成两个部分：

1）与裙楼地下室相连部分仅加固到裙楼下一层地下室底板位置；2）独立的塔楼框架柱加固到基础承台顶板位置。

地下室在室外部分，需要挖开地坪至地下三层。

独立的框架柱加固大样、与地下室外墙相连接的框架柱加固大样见下图二和图三，原框架柱的配筋均不考虑,单在构造上可按芯柱考虑。

7.1.1地下室部分柱加固图

柱扩大截面范围内含有C30的地下室外墙，地下室外墙的纵筋可以作为柱主筋考虑。

图一

图二（非节点区）

图二

图三（非节点区）

±0.00以下，地下室部分

图四

图五（节点区）

7.1.2±0.00以上柱非节点区加固

图六（非节点区）

图六

图七

图八

图九（节点区）

图十

7.1.3梁柱节点区柱加固

梁柱节点区的加固是此次加固较为困难的一处，主要是因为环梁断面较大，且每层均有。

原设计仅配了两肢二级钢12的箍筋。

节点区增配箍筋较为困难。

主要存在的题是：

节点区（环梁位置）约束箍筋和坚向纵筋如何添加。

根据计算分析结果，增大断面后的节点区抗剪已满足承载力需要，但不满足节点区域配箍率的要求。

7.2加固后梁柱节点核心区验算

柱断面积2300X1800C50环向梁断面1800X1200C30实配上下各12根二级钢32钢筋。

主要计算公式：

GB50010-2002

（1）

11.6.6-2

（2）

11.6.3

（3）

11.6.4-1

（一）环向验算

hb0=1150mmhb=1150mm

查电算得最小组合轴力:

取

若考虑按特一级考虑，将设计值增大20%。

9909X120%=11890KN<12510KN

设计值仍小于承载力。

所以，环向节点抗剪满足计算要求。

（二）径向计算

径向梁300X700C30砼实配上下各4根二级钢25的钢筋

hb0=660mmhb=660mm

取

显然径向抗剪满足要求。

节点区配筋仅需满足构造要求。

加固处理方法是在环梁上打孔，以Q390B钢板等量代替配筋量，并焊接封闭成环，形成约束，并满足最小配箍率的要求，间距在环梁约束方向放松，径向保证。

两者之间通过角部配置的型钢过渡解决，另外在环梁上下面各设一道加强箍。

节点断面及配筋见图五和图九。

环梁上打孔的方法已和施工单位做了交流，并已试打成孔。

另外一个问题是节点核心区砼标号的问题。

由于环梁已经存在，原设计梁砼标高为地下室部分为C30，±0.00以上为C25。

在节点区砼标号是否与柱相一致，尚缺这一部分资料，原设计也没有说明。

根据检测报告，在该区域的砼标号与柱接近。

因此节点区能否也按C50考虑。

目前的整体分析计算是按C50考虑。

节点区箍筋示意图一

节点区箍筋示意图二

7.2核心筒剪力墙

核心筒剪力墙的加固范围为地下三层到十二层楼面，加固方法也采用增大断面法。

由于井道均在使用中，且电梯筒内的墙无法改变断面尺寸。

同时考虑到楼层荷载主要是直接传到筒外周，因此对核心筒的加固考虑仅在外围增加250厚的砼墙，与原有700厚墙结合形成950厚的一道外墙。

这样加固还起到扩大中筒的作用。

对于原设计不足的纵筋，水平筋，均在新增部分配足。

同时考虑在新增的砼墙中适当部位增加劲性柱，一方面用于和上部结构的连接。

另一方面也提高了在中震下剪力墙的抗弯和抗拉能力。

增大了耗能能力和延性。

新增墙采用C60标号砼，在做整体分析时仍按C45取值。

中筒剪力墙最大轴压比控制不大于0.5。

新旧砼间界面凿毛，并植适量的剪力销作结合面抗剪钢筋。

剪力墙配筋大样如图。

7.3砼梁

主楼砼梁标号检测结果高于原设计，配筋也满足要求。

不作加固处理。

主楼与裙楼间的砼梁在主楼施工期间可能会因主楼的变形产生裂缝，因此要采用信息化施工方法，准确观察及时处理。

八加固后的计算结果

8.1结构上部情况

结构上部设计情况在第二部分抗震咨询报告中另作详细阐述。

8.2下部改造加固的各层指标

墙轴压比均满足要求。

柱轴压比（u=0.62）在不考虑钢骨作用的情况下略微超过规范限值。

（规范值限值由于柱断面加大，而由0.65降到了0.60。

）在计算轴压比时可以考虑原有钢骨的作用，通过手算，轴压比值小于0.60，满足规范要求。

柱、墙配筋均是构造配筋。

由于增加了断面，下面刚度变大，结构周期比原计算略有下降，其余信息影响不大，未因此而产生什么不利影响。

第二部分主楼续建抗震设防专项审查报告

一、功能分区

本工程集商业、办公为一体的综合性超高层建筑，商业功能布置于九层以下，九层及九层以上主要为办公，此外，在九层、二十七层、四十五层设置了避难区，五十八层以上设置有设备层，地下部分主要为汽车库、车道、设备用房等。

二、建筑平剖面

三、结构设计依据

3.1设计依据

d）原设计塔楼的九层以下结构图纸

e）原设计所采用的地质报告

f）按现行规范补测的地质资料

g）试桩报告

h）本文第一部分中阐述的加固改造方案

i）超限抗震专项审查咨询报告

3.2设计规范、标准及规程

《建筑抗震鉴定标准》GB50023—95

《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004

《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—2004

《建筑结构荷载规范》GB50009—2001

《建筑抗震设计规范》GB50011—2001

《混凝土结构设计规范》GB50010—2002

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002

《钢结构设计规范》GB50017—2003

《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—98

《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138—2001

《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082—97

《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002

《建筑桩基设计规范》JGJ94—94

《南京地区建筑地基基础设计规范》DJG32/J12—2005

《地下工程防水技术规程》GB50108—2001

《混凝土结构加固规范》GB50367-2006

3.3设计基本参数

设计使用年限：

50年建筑结构安全等级：

二级

抗震设防类别：

九层以下乙类九层以上丙类

抗震设防烈度：

7度

设计地震分组：

第一组基本地震加速度：

0.1g

水平地震影响系数最大值：

0.08阻尼系数：

0.04

场地类别：

Ⅲ类场地特征周期：

0.45s

地基土液化等级：

无液化基本雪压：

0.65（50年）KN/m2

基本风压：

0.45（100年）KN/m2地面粗糙度：

C

平均体形系数：

按实取值防水等级：

一级

3.4结构体系

本工程结构形式为框架——核心筒结构。

其中九、二十七、四十五层设置为加强层，属平面规则，竖向抗侧刚度不规则结构，高宽比6.22。

抗震等级：

框架、核心筒的剪力墙计算时均按一级，构造按特一级。

框架柱为“十”字形劲性砼柱。

框架梁采用钢梁，与中筒相连根据楼层的结构要求采用刚接或铰接。

四、计算原则

4.1本工程计算采用两个不同力学模型三维空间程序进行计算，即1、PKPM—SATWE2、ETABS

4.2采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算

4.3中震不屈服计算，水平地震影响系数最大值取0.23

4.4材料

4.4.1混凝土

设计中采用的混凝土级别为Ｃ25至Ｃ60，按GB50010—2002材料参数如下：

强度等级

标准值

设计值

弹性模量

fck（N/mm²）

fc（N/mm²）

ft（N/mm²）

Ec（X104N/mm²）

C25

16.7

11.9

1.27

2.80

C30

20.1

14.3

1.43

3.00

C35

23.4

16.7

1.57

3.15

C40

26.8

19.1

1.71

3.25

C45

29.6

21.1

1.8

3.35

C50

32.4

23.1

1.89

3.45

C55

35.5

25.3

1.96

3.55

C60

38.5

27.5

2.04

3.60

4.4.1.1本工程混凝土

柱、墙：

1~8层墙为C45,柱一层为C50，二层到八层C45，柱、墙9~12为C50，13～25层C55，24～37层C50，38～46层C45，47～53层C40，54～60层C30。

梁、板：

1~8层C25，其余均为C30

4.4.2钢筋

钢筋材料应符合GB50010—2002的规定

钢筋种类

符号

直径

标准值

设计值

弹性模量

（㎜）

fyk（N/mm²）

fy（N/mm²）

Ec（X105N/mm²）

HRB235

8~12

235

210

2.10

HRB335

14~32

335

300

2.00

HRB400

14~32

400

360

2.00

4.4.3钢材

型钢砼构件，钢梁部分使用Ｑ235B和Ｑ390B钢材，悬挑部分采用Ｑ420B钢材，钢材性能应满足GB50017—2003的规定

按GB50017——2003表3.4.1—1

钢材

抗拉、抗压和抗弯

抗剪

端面承压（刨平顶紧）

牌号

厚度或直径（mm）

ft（N/mm²）

ft（N/mm²）

fce（N/mm²）

≤16

215

125

＞16~40

205

120

325

Q235钢

＞40~60

200

115

＞60~100

190

110

≤16

310

180

Q345钢

＞16~35

295

170

400

＞35~50

265

155

＞50~100

250

145

≤16

350

205

Q390钢

＞16~35

335

190

415

＞35~50

315

180

＞50~100

295

170

4.4.4重力荷载

4.4.4.1恒载

项目

荷载标准值

内容

（KN/m²）

外墙玻璃幕墙荷载

0.8

外围护

办公楼面附加荷载

1.5

设备吊挂荷载，楼面做法

4.4.4.2活荷载

项目

荷载标准值

（KN/m²）

办公

2.00

贮藏库

5.00

通风机房

7.00

电梯机房

7.00

厕所

2.00

办公楼走廊

2.50

消防楼梯

3.50

上人屋面

2.00

不上人屋面

0.70

单层停车库

4.00

多层停车库

8.00

4.4.4.3雪荷载

项目

荷载标准值

（KN/m²）

基本雪压

0.65（50年）

4.4.4.4风荷载

项目

参数取值

（KN/m²）

地面粗糙度

C

基本风压

0.45（100年）

体形系数

按实计算

风压高度系数和风振系数是根据GB50009—2001的相关条文取值。

4.4.4.5地震作用

项目

数值

抗震设防类别

九层以下：

乙类

九层及以上：

丙类

抗震设防烈度

7度

基本地震加速度

0.1g

设计地震分组

第一组

水平地震影响系数最大值

多遇地震

0.08

设防地震

0.23

罕遇地震

0.5

阻尼系数

0.04

场地类别

Ⅲ

场地特征周期

0.45S

地基土液化等级

无液化

4.4.5荷载效应组合

4.4..5.1非抗震组合

1）1.35D+0.7X1.4L

2）1.2D+1.0X1.4L

3）1.0D+1.0X1.4L

4）1.2D±1.0X1.4W

5）1.0D±1.0X1.4W

6）1.2D+1.0X1.4L±0.6X1.4W

7）1.2D±1.0X1.4W+0.7X1.4L

8）1.0D+1.0X1.4L±0.6X1.4W

9）1.0D±1.0X1.4W+0.7X1.4L

其中D—恒载标准值产生的效应

L—活载标准值产生的效应

W—风荷载标准值产生的效应

4.4.5.2抗震组合

10）1.2G±0.2X1.4W±1.3Eh

11）1.0G±0.2X1.4W±1.3Eh

其中G—重力荷载代表值产生的效应

Eh—水平地震作用产生的效应

W—风荷载标准值产生的效应

4.4.6地质条件

4.4.6.1土层分布

4.4.6.2场地稳定性及地震效应

1、场地稳定性

场区内无新活动断裂带通过,在地质构造上属相对稳定,场区地貌形态单一,无不良地质作用,场地适宜拟建项目建设。

2、场地地震效应

建设场地处于古河道漫滩与阶地的过渡地带。

勘探资料表明：

拟建场地等效剪切波速Vse＜140m/s，场地覆盖层厚度36.60～37.20米，判断建筑场地类别为Ⅲ级,属于抗震不利地段,勘察结果表明场内地面以下20m范围内无液化土层。

4.4.6.3地基承载力

4.4.6.4场地地下水，场地土的腐蚀性评价

拟建场地地下水位较高,第一层承压地下水水头埋深约在地面以下3.0～3.60m,第二层承压地下水水头埋深约在地面以下4.5～4.6m,两层承压含水层之间无水力联系。

1、场地潜水对混凝土无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性,在干湿交替作用下,对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性。

2、场地内承压水对混凝土无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。

五、结构设计概况

5.1桩基础设计和塔楼九楼以下的结构设计

原方案塔楼部分的基础由北京市建筑设计研究院设计并于1997年之前施工完成，其试桩和桩基检测均满足设计要求。

设计采用端承摩擦桩，桩径Φ=1200，桩身混凝土C35，混凝土钻孔灌注桩，以⑤—2中风化泥质砂岩为持力层，桩端嵌入持力层5米，沿主楼地下室底板满堂布置，共计140根，单桩承载力标准值为10000KN。

基础底板板厚为3000，砼标号为C40。

按塔楼现方案