结构初步设计说明.docx

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结构初步设计说明

1工程概况

本工程为xxxxx地块D-1、D-2、D-A楼。

位置详见修建性详细规划总平面图。

本工程一～六层为商铺和餐饮，一层高为5.5米；二～六层层高为5.1米；D-A楼六～三十层为住宅，D-2楼七~十九为酒店，二十～二十八层为办公。

D-A楼与D-1楼、D-2楼与D-1在地下室顶板处设抗震缝（抗震缝为200mm）分开。

其它信息如下表所示：

结构层数

结构形式

高度

备注

地下部分

2

其中，D-A主楼地下三层

地上

部分

D-A

31

剪力墙

97.45m

D-1

5

框架剪力墙

33.70m

D-2

30

框筒

122.80m

含2层避难层

本工程设计标高±0.000相当于绝对标高18.00（黄海高程）。

2主要设计依据

本工程采用国家现行有效的设计规范、规程、统一标准及工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）作为不能违反的法规，同时考虑当地及工程实际情况，部分采用地区性规范等，作为设计依据。

xxx地震安评工程研究院2011年十月提供的《xxxx项目工程场地地震安全性评价报告》。

2.1主要的设计标准、规范及规程等

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《中国地震动参数区划图》GB18360-2001

《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

《砌体结构设计规范》GB50003-2012

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2012

《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011

《地下工程防水技术规范》GB50108-2008

《建筑变形测量规程》JGJ/T8-2007

《高强混凝土结构技术规程》CECS104：

99

《高层民用建筑设计防火规范（2005年版）》GB50045-95

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版）

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

《建筑工程设计文件编制深度规定（2008年版）》

《全国民用建筑工程设计措施·结构（2009年版）》

2.2主要设计资料

地质资料：

甲方提供的由日照市城乡建设勘察测绘院有限公司2012年11月完成的《东关北路改造拆迁项目岩土工程勘察报告（详细勘察）》（工程代号：

yt2012-069）。

其他设计资料：

政府各部门的有关批文、甲方有关技术要求以及建筑、机电等专业提供的设计条件。

2.3主要结构计算软件及版权号

中建院PKPMCAD工程部编制的结构设计软件PKPM－SATWE（2010年新规范版）。

中建院PKPMCAD工程部编制的结构设计软件PKPM－PUSH（2010年新规范版）。

深圳市广厦软件有限公司编制的通用结构分析计算软件GSCAD－GSSAP（17版本）。

3设计原则、设计参数、设计等级及控制指标

3.1设防标准与设计等级

1．本工程结构的设计使用年限为50年。

2.本工程建筑结构设计安全等级为二级，结构重要性系数γ。

＝1.0.

3．地基基础设计等级为甲级。

4．D-2抗震设防类别为标准设防类，D-1楼为重点设防类，D-A楼五层以下为重点设防类，五层以上为标准设防类

5．根据结构的类型及施工方法，应分别按照有关的设计规范对其在施工阶段和正常使用阶段进行强度、刚度和稳定性计算，混凝土结构尚应按要求进行抗裂及裂缝宽度验算。

6.根据抗震规范，本工程建筑场地地震基本烈度为7度，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g；设计地震分组为第三组，建筑场地类别为Ⅱ类；规范反应谱特征周期为Tg=0.45秒；阻尼比为0.05，多遇地震作用下的水平地震影响系数最大值为0.08。

根据场地安评报告，多遇地震作用下的水平地震影响系数最大值取为0.10

7.本工程混凝土主体结构体系类型及抗震等级：

项目

结构类型

结构高度（m）

结构抗震等级

抗震构造措施

备注

D-A

剪力墙

97.45

二级

二级

五层以下为一级

D-1

框架剪力墙

33.70

二级

二级

D-2

框筒

122.80

二级

二级

地下车库

框架

三级

三级

主楼相关范围抗震等级同主楼

8.本工程地下室的防水等级为一级，屋面的防水等级为一级。

9.本工程混凝土结构的环境类别：

基础、防水底板、地下室外墙外表面、有覆土的地下室顶板、埋在土中的柱等与水土接触的构件以及室外露天结构构件为二b类；地下室外墙内表面、卫生间、盥洗室等潮湿环境为二a类；其余部位为一类。

3.2荷载

3.2.1风荷载

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）,基本风压取WO=0.40kN/m2；地面粗糙度类别采用B类。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010），本工程D-A楼、D-2楼属风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时按基本风压的1.1倍采用。

3.2.2雪荷载

本工程基本雪压按50年重现期的雪压值采用，基本雪压值SO=0.40kN/m2。

3.2.3楼屋面荷载

楼屋面荷载按《建筑结构荷载规范（2006年版）》（GB50009-2001）、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）以及《全国民用建筑工程设计技术措施·结构（2009年版）》的相关规定取值。

部分荷载标准值取值如下表（未列明部分均按相关规范取值；单位：

kN/m2）。

使用功能或位置

活荷载

说　明

地下车库

5.0

考虑施工荷载

首层楼面（含店铺、大堂、商业、休息厅等）

5.0

考虑施工荷载

首层室外部分

5.0（20.0）

（）内消防车道荷载

商铺

3.5

公共卫生间

8.0

办公、酒店标间、住宅

2.0

走廊、门厅

2.5

其它卫生间

4

套内卫生间

餐厅

2.5

厨房

4.0

楼梯

3.5

机房

8.0

不上人屋面

0.5

电梯机房与水箱间屋面

上人屋面

2.0

其他屋面

3.2.4砌体、隔墙荷载

所有外墙、隔墙采用加气混凝土砌块，要求干容重≤7.0kN/m3；加气混凝土砌块为强度等级不低于A5.0，砌筑砂浆强度等级不低于M5。

计算墙体荷载时加气混凝土砌块墙体按所采用隔墙的厚度和墙面装饰情况分别取值。

3.2.5地下水作用

本工程抗浮计算及防水底板水浮力计算等均按照勘察报告提供的抗浮设防水位建筑室外地坪进行，0.000相当于绝对标高为18.00m，主楼范围外车库采用抗浮锚杆抗浮。

锚杆布置详见结构基础布置图。

3.2.6地下室周边地面活荷载

地下室周边地面的活荷载标准值按照qk=20kN/m2取用。

4工程地质情况

场地岩土勘察报告为xx公司2012年11月完成的《xxxx项目岩土工程勘察报告（详细勘察）》（工程代号：

yt2012-069）。

4.1地形地貌

拟建场地位于日照市望海路北侧，山东路南侧，场地地形略有起伏，地面绝对标高16.63m~17.88m。

4.2地层结构情况

根据钻探资料，地层主要由填土和花岗闪长岩各风化带组成，将场地内岩土分层描述如下：

层号

岩性

厚度（m）

E0（MPa）

fak（kPa）

1

杂填土

1.20~4.30

/

/

2

中砂

0.80~2.50

Es=4.0

70

3

粉质粘土

0.60~2.00

Es=4.72

120

4

粗砂

0.30~2.60

Es=12

180

5

砾质粘性土

0.40~1.70

11

200

6

全风化花岗闪长岩

0.50~1.40

25

300

7

强风化花岗闪长岩

2.90~10.50

35

700

8

微风化花岗闪长岩

未揭穿

10000

4.3水文地质条件

勘察期间，钻孔稳定水位埋深在1.50~2.70m之间，黄海高程在15.03~15.18m.

地下室底板和基础均处于勘察时的稳定水位以下，且地下水位会随季节降雨量的变化而变化，应考虑对地下室底板进行抗浮设计。

地下水浮托力按照10KPa/m计算；抗浮设计水位按照黄海高程18.00m考虑。

本场地环境类型Ⅱ类，环境类型水对混凝土结构具弱腐蚀性。

受地层渗透性影响，按强透水层评价：

地下水对混凝土结构具微腐蚀性；地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

场区标准冻深为0.32m。

4.4场地土类型及建筑场地类别

拟建场地覆盖层土的类型为中软土，场地类别为Ⅱ类场地；日照市区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，设计地震分组为第三组，特征周期值0.45s。

4.5地基基础方案

本工程以⑦层强风化花岗闪长岩为基础持力层，fak＝700kPa，

基础型式：

D-A楼：

筏板基础

D-1楼：

独立基础

D-2楼：

筏板基础

车库：

独立基础。

5结构材料和主要结构构件尺寸

5.1钢筋

普通钢筋：

均采用HRB400级钢（），强度设计值：

fy＝360N/mm2；

抗震等级为一、二级时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

受力预埋件的锚筋应采用HRB400级钢筋，严禁采用冷加工钢筋。

吊环、吊钩应采用HRB400级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。

5.2钢材与焊条

钢板，型钢：

除注明者外均采用Q235.BF，其抗拉强度、冷弯性能及碳、硫、磷含量均应符合《炭素结构钢》（GB700-88）的规定。

所有外露铁件均应除锈并涂防腐漆、面漆各两道，并注意经常维护。

焊条：

应按《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）选用。

5.3混凝土强度等级

钢筋混凝土现浇结构构件各部位的混凝土强度等级如表5.3-1～表5.3-4。

表5.3-1D-A楼各部位现浇混凝土的强度等级

结构构件部位

混凝土强度等级

备注

基础、防水底板

C35

所有地下挡土墙均为C30，抗渗等级P8；

主楼及裙房外车库屋面采用防水混凝土，抗渗等级P6

剪力墙、连梁、柱

地下2层~五层

（基础顶~23.550标高）

C45

五层~十一层

（23.550~37.200标高）

C40

十一层~二十二层

（37.20~68.550标高）

C35

二十二层以上（68.550标高以上）

C30

表5.3-2D-1楼各部位现浇混凝土的强度等级

结构构件部位

混凝土强度等级

备注

柱

地下2层~1层

（基础顶~5.450标高）

C45

所有地下挡土墙均为C30，抗渗等级P8；

主楼及裙房外车库屋面采用防水混凝土，抗渗等级P6

2层

（5.45~10.55标高）

C40

3层

（10.55~15.65标高）

C35

3层以上各层

（16.65标高以上）

C30

梁板、楼梯

C30

表5.3-3D-2楼各部位现浇混凝土的强度等级

结构构件部位

混凝土强度等级

备注

墙、柱

地下2层~地上2层

（基础顶~10.550标高）

C60

所有地下挡土墙均为C35，抗渗等级P8；

主楼及裙房外车库屋面采用防水混凝土，抗渗等级P6

3层~5层

（10.550~25.850标高）

C55

避难层一~9层

（25.850~44.150标高）

C50

10层~14层

（44.150~62.150标高）

C45

15层~19层

（62.150~80.150标高）

C40

避难层二~23层

（80.150~101.450标高）

C35

24层以上

（101.450标高以上）

C30

梁板、楼梯

C30

表5.3-4基础计其它现浇混凝土的强度等级

结构构件部位

混凝土强度等级

备注

基础、防水底板

C35

防水混凝土，抗渗等级P8

基础垫层

C15

圈梁、构造柱、现浇过梁

C20

标准构件

按标准图要求

后浇带

采用高一等级的膨胀混凝土

5.4主要结构构件尺寸

各层结构平面布置及主要梁、板、柱、剪力墙等结构构件的截面尺寸详各层结构平面布置图所有柱、剪力墙的轴压比均满足规范的有关要求。

如表5.4-1～表5.4-3。

表5.4-1D-A楼主要构件尺寸

剪力墙柱部位

尺寸

4层以下

墙厚300

4层

墙厚250

4层以上

墙厚200

表5.4-2D-1楼主要构件尺寸

框架柱部位

尺寸

地下2层~地下1层

（基础顶~-0.05标高）

柱800x800

1层~6层

（-0.05~11.35标高）

柱800x800、700x700

表5.4-3D-2楼主要构件尺寸

构件部位

主要构件尺寸

地下2层~地上2层

（基础顶~10.550标高）

型钢柱1300x1300

墙600、300、250

3层~地上5层

（10.550~25.850标高）

柱1300x1300

墙500、250

避难层一~9层

（25.850~44.150标高）

柱1200x1200

墙400、250

10层~19层

（44.150~80.150标高）

柱1200x1000

墙400、250

避难层二~25层

（80.150~109.850标高）

柱1000x1000

墙400、250

26层以上

（109.850标高以上）

柱1000x600

墙400、250

6结构计算分析及主要计算结果

6.1D-A楼计算分析及主要计算结果

6.1.1抗震性能目标和要求

地震影响

D-A楼

多遇

地震

设防目标

结构在多遇地震作用下没有破坏，保持弹性。

弹性位移角限值

1/1000

设防

地震

设防目标

结构在设防烈度地震作用下可能有破坏，但经过修补可继续使用。

控制措施

本目标通过各种抗震计算措施和抗震构造措施来实现。

罕遇

地震

设防目标

结构在预估罕遇地震作用下不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，

弹塑性位移角限值

1/120

6.1.2结构计算分析软件

采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（2010年新规范版）进行结构在多遇地震作用下的整体计算分析；

6.1.3结构计算分析主要参数

混凝土容重为26KN/m3，结构重要性系数为1.0；楼面梁刚度增大系数按《高规》5.2.2条取值，梁扭矩折减系数为0.4；周期折减系数为0.95。

6.1.4结构计算分析主要参数

根据安评报告、《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）规定的地震影响系数曲线，特征周期采用0.45s，结构阻尼比采用0.05，多遇地震作用下的水平地震影响系数最大值为0.1。

多遇地震作用下弹性分析的计算结果详见表6.1.4，表中，地震作用下的最大水平位移比（最大层间位移比）为规定水平力作用下并考虑偶然偏心的位移比。

表6.1.4D-A楼主要计算参数

项目

SATWE

X向

Y向

地震

作用

周期

平动周期（s）

2.3500

2.5644

扭转周期（s）

1.8847

Tt/T1

0.73494

最大弹性位移角

1/1709

1/1654

最大水平位移比

1.05

1.00

最大层间位移比

1.06

1.01

风荷载

作用

最大弹性位移角

1/5283

1/2354

底层剪重比

1.77

1.77

计算结果分析 

1）．在地震及风荷载作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。

2）．本工程计算的墙柱的轴压比均符合规范的有关要求

6.2D-1楼计算分析及主要计算结果

6.2.1抗震性能目标和要求

地震影响

D-1楼

多遇

地震

设防目标

结构在多遇地震作用下没有破坏，保持弹性。

弹性位移角限值

1/800

设防

地震

设防目标

结构在设防烈度地震作用下可能有破坏，但经过修补可继续使用。

控制措施

本目标通过各种抗震计算措施和抗震构造措施来实现。

罕遇

地震

设防目标

结构在预估罕遇地震作用下不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，

弹塑性位移角限值

1/100

6.2.2结构计算分析软件

采用《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（2010年新规范版）和通用结构分析计算软件GSCAD－GSSAP（17版本）进行结构在多遇地震作用下的整体计算分析；

6.2.3结构计算分析主要参数

混凝土容重为26KN/m3，结构重要性系数为1.0；楼面梁刚度增大系数按《高规》5.2.2条取值，梁扭矩折减系数为0.4；周期折减系数为0.80。

6.2.4结构计算分析主要参数

根据安评报告、《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）规定的地震影响系数曲线，特征周期采用0.45s，结构阻尼比采用0.05，多遇地震作用下的水平地震影响系数最大值为0.1。

多遇地震作用下弹性分析的计算结果详见表6.2.4，表中，地震作用下的最大水平位移比（最大层间位移比）为规定水平力作用下并考虑偶然偏心的位移比。

表6.2.4D-1楼主要计算参数

项目

SATWE

GSSAP

X向

Y向

X向

Y向

地震

作用

周期

平动周期（s）

0.8079

0.6862

0.8351

0.6814

扭转周期（s）

0.5619

0.5695

Tt/T1

0.70

0.68

最大弹性位移角

1/1343

1/934

1/1404

1/977

最大水平位移比

1.24

1.29

1.34

1.28

最大层间位移比

1.21

1.36

1.31

1.37

双向地震作用

最大弹性位移角

1/1231

1/886

1/1325

1/918

风荷载

作用

最大弹性位移角

1/9999

1/9497

1/9999

1/9999

底层剪重比

5.99

6.27

计算结果分析 

1）．在地震及风荷载作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。

2）．本工程计算的墙柱的轴压比均符合规范的有关要求

6.3D-2楼计算分析及主要计算结果

6.3.1抗震性能目标和要求

地震影响

D-2楼

多遇

地震

设防目标

结构在多遇地震作用下没有破坏，保持弹性。

弹性位移角限值

1/800

设防

地震

设防目标

结构在设防烈度地震作用下可能有破坏，但经过修补可继续使用。

控制措施

本目标通过各种抗震计算措施和抗震构造措施来实现。

罕遇

地震

设防目标

结构在预估罕遇地震作用下不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，

弹塑性位移角限值

1/100

针对以上性能目标，采取的措施有：

1、在分析计算上，通过小震、中震计算，验证构件轴压比、抗剪、抗弯承载力等，保证各项指标均符合规范及性能目标的要求，通过截面设计和抗震构造措施，保证构件承载能力和延性。

2、通过非线性推覆分析，验算结构层间位移角指标，满足规范大震不倒的要求。

3、在主体下部适当增加剪力墙厚度，提高构件的承载力和延性。

每层剪力墙均设置暗梁，并保证每层连梁的抗剪能力。

提高结构整体抗震能力，增强结构抗震性能。

4、底部框架柱采用十字型钢骨砼柱，提高构件的承载力和延性。

底层挑空原因形成的长、短柱；对于短柱，提高其配箍率，以增强短柱的抗剪能力和延性；对于长柱，增加其纵筋提高抗弯承载力。

6.3.2结构计算分析软件

采用《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（2010年新规范版）和通用结构分析计算软件GSCAD－GSSAP（17版本）进行结构在多遇地震作用下的整体计算分析。

采用《弹塑性静、动力分析软件PUSH》（2010年新规范版）进行罕遇地震作用下静力弹塑性分析。

6.3.3结构计算分析主要参数

混凝土容重为26KN/m3，结构重要性系数为1.0；楼面梁刚度增大系数按《高规》5.2.2条取值，梁扭矩折减系数为0.4；周期折减系数为0.90。

6.3.4结构计算分析主要参数

6.3.4.1多遇地震作用下的计算分析

根据安评报告、《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）规定的地震影响系数曲线，特征周期采用0.45s，结构阻尼比采用0.05，多遇地震作用下的水平地震影响系数最大值为0.1。

多遇地震作用下弹性分析的计算结果详见表6.3.4.1，表中，地震作用下的最大水平位移比（最大层间位移比）为规定水平力作用下并考虑偶然偏心的位移比。

表6.3.4.aD-2楼主要计算参数（分层计算）

项目

SATWE

GSSAP

X向

Y向

X向

Y向

地震

作用

周期

平动周期（s）

3.0248

2.8156

3.0794

2.7947

扭转周期（s）

2.4341

2.4212

T3/T1

0.80

0.77

最大弹性位移角

1/1175

1/1446

1/1159

1/1342

最大水平位移比

1.26

1.22

1.26

1.27

最大层间位移比

1.26

1.23

1.28

1.27

双向地震作用

最大弹性位移角

1/1159

1/1351

1/1104

1/1207

风荷载

作用

最大弹性位移角

1/2367

1/2782

1/2506

1/2677

底层剪重比

1.89

1.98

1.74

1.82

表6.3.4.bD-2楼主要计算参数（并层计算）

项目

SATWE

X向

Y向

地震

作用

周期

平动周期（s）

2.9298

2.7361

扭转周期（s）

2.3447

Tt/T1

0.80

最大弹性位移角

1/1208

1/1496

最大水平位移比

1.23

1.23

最大层间位移比

1.23

1.24

双向地震作用

最大弹性位移角

1/1190

1/1397

风荷载

作用

最大弹性位移角

1/2408

1/2827

底层剪重比

1.92

2.02

计算结果分析 

1）.通过两个有限元应用程序计算，由于其核心数据算法和理论存在一定差异，两者针对同一结构计算得出的结果应有一定差别，从以上各项数据的对比来看，两软件计算的指标总体均比较吻合，计算结果可信。

施工图时按两种软件的计算结果包络值设计。

2）．在地震及风荷载作用下各构件的强度和变形均满足有关规范的要求。