长江传媒大厦项目超限高层建筑工程抗震设计可行性论证报告.docx
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长江传媒大厦项目超限高层建筑工程抗震设计可行性论证报告
长江传媒大厦项目超限高层建筑工程抗震设计可行性论证报告
1工程概况
1.1建筑总体概况
长江传媒大厦位于武汉市江岸区后湖乡金桥大道以西，三金潭立交以南，毗邻市民之家。
本项目净用地面积29041平方米，总建筑面积为146843平方米。
地上面积为108078平方米，地下面积38763平方米，其中主楼地上建筑面积为90050平方米。
主楼与副楼之间地下室连为整体，地上部分设置伸缩缝兼防震缝，缝宽140mm。
主楼为B级高度钢筋混凝土结构超高层建筑，副楼为钢筋混凝土结构多层建筑。
主楼建筑高度243米（算至屋顶钢结构顶部），建筑层数47层，地下2层（局部有夹层），地下二层结构层高为5.15m，地下一层结构层高为6.40m，地下夹层结构层高为3.3m，首层结构层高为4.95m，二层至五层结构层高均为4.3m，九层、二十四层及四十层为避难层，结构层高为6.0m，其余楼层结构层高均为4.2m，地面以上主体结构总高度为205.30m（室外地面至大屋面），大屋面以上为建筑装饰钢结构。
副楼建筑高度23.85米，建筑层数五层，地下2层。
主楼采用全现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构，副楼及地下室非塔楼部分为全现浇钢筋混凝土框架结构。
建设单位为武汉地产开发投资集团有限公司，勘察单位为湖北省地质勘察基础工程公司，地震安评单位为武汉地震工程研究院，设计单位为中信建筑设计研究总院有限公司。
1.2主楼结构设计概况
本工程主楼建筑面积大于8万平方米，根据《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008）第6.0.11条，主楼的抗震设防类别为重点设防类（乙类），根据《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）第3.2.1条，乙类建筑结构安全等级宜为一级，故本工程主楼及地下室建筑结构安全等级为一级。
结构设计使用年限为50年。
本工程主楼结构体系采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构，结构高度为205.30m，为B级高度钢筋混凝土高层建筑。
楼面采用全现浇钢筋混凝土梁板式结构。
根据建筑功能要求并结合结构抗侧刚度的需要，利用电梯井、楼梯间、设备用房设置剪力墙，剪力墙厚为800~300mm，从下向上逐渐减薄，并在框架梁连接处设置钢骨。
根据建筑平面功能要求设置框架柱，柱距为8.40m~12.45m。
为避免框架柱截面过大影响建筑平面使用，结合结构抗侧刚度的需要，主塔楼40层以下框架柱均设置为钢骨混凝土柱。
主楼A轴处有两根框架柱由转换桁架转换而来，转换桁架高度为两层楼高（四层楼面~六层楼面），桁架下弦梁截面为1300x1800，上弦梁截面为1600x1800，斜杆斜撑截面为1100x1100，斜撑转换桁架支撑柱截面为1800x1800，以上构件均设置钢骨。
另外，主楼在14~17层及26~29层间由于建筑平面尺寸的变化，结构采用斜柱转换，斜柱与竖向角度为20度，在13~17层及25~29层间采用钢骨梁，14、17、26、29层楼板厚度采用150mm，13、15、16、25、27、28层楼板厚度采用120mm。
主楼结构高宽比共分两个阶段：
（1）底部区域：
205.30/43.5=4.720，
（2）上部区域：
133.75/38.15=3.506；长宽比最大为：
为96.95/43.5=2.229。
满足《高规》第3.3.2条及第3.4.3条关于最大高宽比及长宽比的要求。
主楼地上部分剪力墙、框架、转换桁架及其支撑柱、斜柱抗震等级均为一级，地下室部分及塔楼顶板相关范围内（建筑H轴线以下部分）抗震等级为一级，其余地上无塔楼的地下室部分抗震等级为三级。
底部加强区为基础顶面至地上八层楼面。
由于本工程主楼高度超过按本地区设防烈度提高一度后对应的房屋最大适用高度，故拟采取比对应抗震等级（一级）更有效的抗震构造措施。
本工程地基基础设计等级为甲级，建筑桩基设计等级为甲级。
主楼基础采用桩筏基础，核心筒处筏板厚度h=3.000m，框架柱处独立承台厚度3.500m。
承台底标高-14.600m，室外标高为-1.35m，基础埋深13.25m，埋深比为：
205.3/13.25=15.494。
满足《高规》第12.1.8条基础埋置深度的要求。
主楼桩基采用钢筋混凝土后注浆钻孔灌注桩（桩端、桩侧复式注浆），桩径为1000mm和800mm。
1000mm桩单桩竖向抗压承载力特征值Ra=8800KN，桩端持力层为⑦层【中风化砂质泥岩】，桩端进入持力层深度不小于9m，有效桩长不小于45m，工程桩桩身混凝土强度等级为C45。
800mm桩单桩竖向抗压承载力特征值Ra=3600KN，抗拔承载力特征值Ra=1600KN，桩端持力层为⑥-2层【中风化泥质砂岩】，桩端进入持力层深度不小于1m，有效桩长不小于34m，工程桩桩身混凝土强度等级为C30。
由于本工程主楼的高度超过了《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定的框架-核心筒结构在6度设防时A级高度钢筋混凝土结构的最大适用高度，为B级高度高层建筑，依据建设部建质[2010]109号文的规定，属超限高层建筑，需报抗震超限审查。
2结构设计主要依据
2.1国家和地方主要规范、标准或规程
《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）；
《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008）；
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）;
《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）；
《建筑地基基础技术规范》（DB42/242-2003）；
《钢骨混凝土结构技术规范》（YB9082-2006）；
《高层建筑钢--混凝土混合结构设计规程》（CECS230:
2008）；
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）；
《建筑地基基础检测技术规范》（DB42/269-2003）；
《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2003）；
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；
《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）；
《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）
《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6-2011）；
《全国民用建筑工程设计技术措施》结构分册（2009年）
2.2工程相关文件
《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建设部建质[2010]109号文；
《武汉市建筑工程实施结构设计规范的若干暂行技术规定》武抗办字[2003]1号文；
《关于进一步加强建设工程抗震设防要求管理的通知》武震办[2007]4号；
《关于进一步加强建筑工程质量管理的通知》鄂建文[2011]152号；
武汉华中岩土工程有限责任公司于2011年12月提供的关于本工程的岩土工程勘察报告（勘察阶段：
详细勘察；工程编号：
勘报1141）；
武汉地震工程研究院于2012年01月提供的《长江传媒大厦项目工程场地地震安全性评价报告》（技术报告2012AP005）；
2.3场地地震效应及地震作用
本工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。
地质报告显示，建筑所处场地土类型为中软场地土，场地类别为Ⅲ类。
根据武汉地震工程研究院2012年01月提供的《长江传媒大厦项目工程场地地震安全性评价报告》可知：
1、区域主要构造具有孕育中等地震的潜能，未来百年具有发生M5~6级地震的可能性，北西西、北北东向早、中更新世断裂系统和新构造期的断陷盆地、隆起周缘为地震可能发生部位。
2、近场区及近邻地带历史和现代地震活动呈中等偏下水平，区域内较大中等震对工程场地最大影响烈度为Ⅵ度。
近场区内发育多条早第四纪断裂，北西向襄樊-广济断裂带、青山口-黄陂断裂带等具中等地震的构造条件。
3、地震危险性分析计算结果表明，本工程场地基岩不同概率下水平向加速度如表2.3.1所示。
表2.3.1场点不同超越概率下基岩水平向峰值加速度（PGA）
超越概率
50年
63.2%
10%
2%
PGA
19.1
56.2
106.6
4、对场址影响最大的潜在震源区是新洲源、、麻城源、咸宁源、霍山源、岳阳源和仙桃源，其它潜在震源区影响较小。
5、地震影响系数由下面公式确定：
（2.3.1）
其中，Amax为设计地震动峰值加速度；β（T）为设计地震动加速度放大系数反应谱，按下式给出：
（2.3.2）
式中，T为结构自振周期，βmax为反应谱最大值；T1为设计反应谱平台段起始周期（0.1秒），Tg为特征周期，γ为反应谱下降段的衰减指数。
工程场地地表水平向设计地震反应谱参数见表2.3.2。
表2.3.2工程场地地表水平向设计地震反应谱参数（地震安评）
概率水平
Amax（gal）
βmax
αmax
T1（s）
Tg（s）
γ
50年63.2%
（常遇地震）
31.2
2.5
0.078
0.10
0.45
0.90
50年10%
（偶遇地震）
85.5
2.5
0.214
0.10
0.50
0.90
50年2%
（罕遇地震）
146.3
2.5
0.366
0.10
0.55
0.90
6、场址区不存在发生崩塌、滑坡、泥石流等等地震地质灾害的条件；在罕遇地震作用下，可不考虑砂土液化的问题；可不考虑软土震陷及断裂错动对工程的影响。
7、地震安评报告提供的地震影响系数曲线与抗震规范提供的曲线存在一定的差异，如图2.3.1~2.3.2所示。
两者的最大地震影响系数αmax和特征周期Tg取值不同：
多遇地震下，规范为0.04、0.45，安评报告为0.078、0.45；设防烈度地震下，规范为0.12、0.45，安评报告为0.214、0.50；罕遇地震下，规范为0.28、0.50，安评报告为0.366、0.55。
周期在0～8秒时，安评报告的地震影响系数值均大于规范值。
本工程多遇地震的反应谱采用安评报告提供的数据，结构设计偏于安全，设防烈度地震和罕遇地震的反应谱采用规范提供的数据。
图2.3.1多遇地震下水平地震影响系数曲线
图2.3.2设防烈度地震下水平地震影响系数曲线
图2.3.3罕遇地震下水平地震影响系数曲线
2.4工程地质条件
本工程地质条件详见初步设计说明（附一）。
2.5主要设计荷载
本工程主要设计荷载详见初步设计说明（附一）。
3结构超限类型及超限程度
本工程结构超限类型及超限程度（附二）。
4结构抗震性能设计
4.1地震水准
根据现行有关规范和文件要求，本工程地震水准选用如下：
1、多遇地震（小震）：
50年超越概率63.2%，地震重现期50年。
2、设防烈度地震（中震）：
50年超越概率10%，地震重现期475年。
3、罕遇地震（大震）：
50年超越概率2%，地震重现期2000年。
4.2结构抗震性能目标及性能水准
1、根据现行有关规范和文件要求，结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。
结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，结构抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准，每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应，如表4.2.1所示。
表4.2.1结构抗震性能目标
性能目标
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