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1、 北京香江兴利房地产开发有限公司 Beijing Fortune Plaza Phase 2 Office Tower 北京财富中心二期办公楼 Feasibility Study for Code Exceeding Design 超限设计可行性论证Page2 Arup International Consultants (Shanghai) Co Ltd Beijing Branch Feasibility Study for Code Exceeding Design 24 June 2008目录 目录 1 概述 4 1.1 项目概况 4 1.2 超限高层建筑工程抗震设防专项审查 5 2
2、设计依据 6 2.1 设计规范 6 2.2 其它依据性质文件 6 2.3 结构设计关键控制参数 6 3 材料 7 3.1 混凝土 7 3.2 钢筋 7 3.3 钢材 7 4 荷载及荷载效应 8 4.1 竖向荷载 8 4.2 风荷载 8 4.3 雪荷载 8 4.4 地震作用 9 4.5 作用效应组合 9 4.6 验算要求 10 5 场地工程地质条件和基础 11 5.1 地形地貌 11 5.2 地层构成 11 5.3 水文地质条件 11 5.4 场地抗震性能 11 5.5 场区地层分布情况 11 5.6 地基方案 11 6 基础设计 12 6.1 设计标准与依据 12 6.2 设计荷载 12 6.
3、3 地基承载力标准值（特征值） 12 6.4 灌注桩极限阻力标准值 12 6.5 基础方案 12 6.6 塔楼桩基础承载力计算 13 6.7 塔楼桩基布置 13 6.8 塔楼基础变形分析 13 6.9 纯地下室部分基础选型 14 7 建筑结构超限检查 15 7.1 建筑高度及高宽比 15 7.2 平面规则性 15 7.3 竖向规则性 16 7.4 超限情况总结 20 8 塔楼结构体系和抗震设计思想 21 8.1 概述 21 8.2 抗侧力体系 21 8.3 楼面体系 31 8.4 抗震性能要求 31 8.5 抗风性能要求 31 9 整体性能弹性分析结果 32 9.1 结构计算分析模型 32 9
4、.2 周期和振型 32 9.3 基底剪力 33 9.4 楼层剪力分布 33 9.5 水平地震作用下楼层剪重比 36 9.6 地震及风荷载作用下结构位移 37 9.7 多遇地震下弹性时程分析校核 38 9.8 舒适度分析 44 10 多遇地震（小震）下构件校核 45 10.1 小震下构件设计规定及地震力调整 45 10.2 小震计算校核结果 46 10.3 钢管混凝土柱压弯承载力验算 48 10.4 梁承载力验算 49 10.5 小结 49 11 设防烈度（中震）下构件校核 50 11.1 中震构件设计方法 50 11.2 非加强区混凝土剪力墙压弯承载力校核 50 11.3 钢管混凝土柱校核 5
5、3 11.4 伸臂桁架和腰桁架验算 55 11.5 小结 57 12 罕遇地震下结构性能 58 12.1 方法、步骤与参考文献 58 12.2 结构非线性地震反应分析模型 58 12.3 地震输入 63 北京香江兴利房地产开发有限公司 Beijing Fortune Plaza Phase 2 Office Tower 北京财富中心二期办公楼 Feasibility Study for Code Exceeding Design 超限设计可行性论证Page3 Arup International Consultants (Shanghai) Co Ltd Beijing Branch Feas
6、ibility Study for Code Exceeding Design 24 June 200812.4 非线性动力时程分析 63 12.5 安全评估方法 63 12.6 结构的相对位移与结构整体抗震性能评价 63 12.7 结构构件抗震性能评价 64 12.8 结论 68 12.9 剪力墙大震承载力校核 69 13 节点的有限元分析 76 13.1 伸臂桁架与混凝土核心筒连接部分的三维有限元分析 76 13.2 伸臂桁架与外框柱连接部分的三维有限元分析 77 13.3 结论与建议 79 14 结论 80 附录 A：结构图纸 附录 B：建筑图纸 附录 C：结构计算书 北京香江兴利房地产
7、开发有限公司 Beijing Fortune Plaza Phase 2 Office Tower 北京财富中心二期办公楼 Feasibility Study for Code Exceeding Design 超限设计可行性论证Page4 Arup International Consultants (Shanghai) Co Ltd Beijing Branch Feasibility Study for Code Exceeding Design 24 June 20081 概述概述 奥雅纳工程顾问受 HKI 委托为北京财富中心二期办公楼项目(原名财富中心三期)的方案设计以及初步设 计提
8、供结构顾问服务。 1.1 项目概况 北京财富中心二期办公楼位于北京市朝阳区，坐落在北京商务中心区的核心部位，位于同一地块上的财 富中心一期、二期酒店及公寓已经完成。财富中心位于东三环中路西侧，关东店南街东侧，光华路北 侧，朝阳门外大街南侧。 财富中心二期写字楼项目建筑面积约 15 万平方米，主要建筑为一座高层塔楼，檐口高度 256.35 米。塔 楼地下有 4 层地下室，并与同期已建成的酒店及公寓的地下室相连。 财富中心二期办公塔楼财富中心二期办公塔楼 北北 北京香江兴利房地产开发有限公司 Beijing Fortune Plaza Phase 2 Office Tower 北京财富中心二期办公
9、楼 Feasibility Study for Code Exceeding Design 超限设计可行性论证Page5 Arup International Consultants (Shanghai) Co Ltd Beijing Branch Feasibility Study for Code Exceeding Design 24 June 20081.2 超限高层建筑工程抗震设防专项审查 鉴于本项目的性质和规模，结构方案须通过超限高层建筑工程抗震设防专项审查。 为了设计的顺利进行和深入，于 2008 年 4 月 10 日及 5 月 29 日在中国建筑科学研究院召开了两次专家 超限审
10、查的预审会，会上各位专家针对本项目初步研究报告所述的结构方案及相关设计工作提出了不少 宝贵意见。此后，结合专家意见，我司完成了一系列相关的分析和调整工作。后文列出了两次会议专家 提出的主要意见以及我司采取的相应措施。 表 1-1 2008 年 4 月 10 日专家预审会意见及处理措施 编号 专家意见 采取措施 1 钢板墙与伸臂桁架节点研究 节点分析已进行 2 取消加强层的剪力墙内钢板 已取消 3 腰桁架，连续或不要，比较对比 腰桁架已沿双方向布置，由于平面有凹 进，未全部连续 取消底部加强层伸臂桁架 4 将钢管柱至少要延伸到地下一层 已延伸至基础底板 5 钢管混凝土柱CECS安全度偏低， 要保
11、留富余度 已考虑相应的结构安全度， 见校核结果 6 框架 X 方向剪力偏大 见报告 8.2.2 节 7 核心筒下和柱下的桩端持力层可否不同 沉降分析见报告 6.9 节 8 核心筒墙体按大震抗剪不屈服的控制条件校核 已进行详见报告，见第 12 章 9 调整框架承担的剪力时，争取采用 20基底剪力 与 1.5 倍最大单层框架承担剪力的较大值 已根据较大值进行设计并校核， 详见报告 8.2.2 节 10 采用多道防线，尤其 X 向内筒单肢墙，宜在保证 总刚度前提下开洞设置连梁，提供耗能机制 已在第二伸臂桁架层之上 X 方向长单肢墙 开中设结构洞口 11 伸臂桁架再深入研究，包括形式、位置，数量 等；
12、 可以考虑释放部分重力压缩变形产生的内力 底部加强层伸臂桁架已取消，形式采用单 斜杆布置方式，荷载已按实际可能的施工 情况考虑释放部分恒载进行构件校核 12 轴压比数据应明确，按首层提供 已落实，详见报告第 10.2 节 13 核心筒偏重，楼板厚度可减薄 核心筒楼板厚度由 150mm 调整为 130mm 14 核心筒墙体及外框柱子截面尺寸应逐步过渡 已调整，见相关图纸 15 钢板剪力墙内钢板宜伸至筏板基础 已修改，见相关图纸 16 希望核心筒及外框架抗震性能接近， 核心筒加强区延长到第二加强层向上两层 底部加强区可否做到大震不屈服 核心筒加强区高度已调整； 底部加强区墙体大震下不屈服； 外框柱
13、中震弹性；见构件校核结果 表 1-2 2008 年 5 月 29 日专家预审会意见及处理措施 编号专家意见 采取措施 1 核对 SATWE 和 ETABS 软件前 15 振型是否协调 对应 已核对，未见异常，详见报告 9.2 节 2 剪重比应尽量满足规范要求，对高振型应按时程 分析结果复核 剪重比已基本满足规范要求，对顶部楼层 已按照时程分析补充结果对层剪力进行调 整 3 控制核心筒墙体轴压比，墙体约束边缘构件可在 轴压比 0.20.25 的分布高度停止 根据轴压比结果，拟将约束边缘构件延伸 至 29 层，即第二加强层之上三层 4 弹塑性分析第二条天然波 Y 方向底部剪力偏低， 须检查 已调整
14、，详见报告 12.6 节 5 塔楼角处悬挑构件须进行竖向地震下构件验算 已验算 6 底部 X 方向位移比稍大，可考虑调整部分墙肢厚 度 已调整，位移比调整后小于 1.30 7 X 方向墙肢连梁跨高比较大，结构洞可取消 已取消 8 中震下外框架适当考虑剪力比系数调整 外框架柱已按照中震下框架剪力 0.2V0 与 1.5Vmax 较小值调整后进行设计 9 需适当提高结构整体刚度、以有利于弹塑性分析 时位移要求 已作调整，小震层间位移角及弹塑性分析 结果详见报告 10 加强层腰桁架结合建筑条件，宜连续布置，但可 在东西面中间凹处断开。可不考虑对层刚度比影 响 已调整，并结合建筑形成 U 形环桁架 1
15、1 加强层伸臂桁架所连外框柱平面外计算长度为两 层，需注意 已考虑，并且进行验算 12 需考虑将塔楼西侧地下部分与原结构作结构连 接，保证首层嵌固 设计已考虑将首层顶板与原结构进行刚性 连接，保证嵌固要求 13 需采取措施，减小塔楼南侧框架因错层出现短柱 的影响 已考虑 13 钢板剪力墙两端要考虑适当连接方式，同时须校 核正应力和剪应力复合应力的部位 已考虑 北京香江兴利房地产开发有限公司 Beijing Fortune Plaza Phase 2 Office Tower 北京财富中心二期办公楼 Feasibility Study for Code Exceeding Design 超限设计
16、可行性论证Page6 Arup International Consultants (Shanghai) Co Ltd Beijing Branch Feasibility Study for Code Exceeding Design 24 June 20082 设计依据设计依据 2.1 设计规范 本项目的设计将按照目前已颁布的中国规范进行设计，具体如下： 建筑结构设计术语和符号标准 GB/T50083-97 工程结构设计基本术语和通用符号 GBJ132-90 建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001 建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006 年版)建筑抗震设计规范 GB50011-2001 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 钢结构设计规范 GB50017-2003 高层建筑混凝土结构技术规范 JGJ3-2002 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138-2001 钢管混凝土
