汕头华润中心8号楼采用广东省高规的抗震性能化设计_郭伟亮
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［ 上部为商务办公。该项目存在扭转不规则 、 尺寸突变、 竖向 摘要］ 汕头市华润中心 8 号楼底部 6 层为商业裙房， 构件不连续及高位柱转换等不规则项 。采用抗震性能化设计方法 ， 设定性能目标 C 级， 依据广东省高规进行了小 震、 风荷载作用下的结构分析 ， 并采取等效弹性方法对结构关键构件进行了中 、 大震下的承载力验算， 采用 PKPMSAUSAGE 程序进行了罕遇地震弹塑性动力时程分析 ， 对结构整体性态和关键构件的塑性开展进行了研究 。 结果 表明， 项目各关键构件满足所设定的抗震性能目标 ， 结构具有良好的抗震性能 。 ［ 关键词］ 高位转换； 竖向构件不连续； 扭转不规则； 性能化设计
超限项判断
分项 扭转 不规则 描述及判别 塔楼按照规定水平力法计算 ， 局部楼层扭转位移比 超过 1. 2 （ 商业裙房以上楼层 1. 13 ； 商业裙房楼层最 大扭转位移比为首层 1. 45 ） ， 计 为 Ⅱ 类扭转不规则， 1. 0 项 在裙房顶部（ 高度 ＞ 结构高度的 20% ） 水平收进尺 寸大于 25% （ 收 进 为 18m ＞ 0. 25 × 64 = 16m ） ， 计 1. 0 项 在裙房顶部对塔楼东侧 6 根外框架柱进行转换， 属 Ⅰ类竖向构件不连续 ， 计 0. 5 项 本工程位于抗震设防 8 度区， 塔楼外框架柱在 7 层 进行高位托柱转换
第 46 卷 第 16 期 2016 年 8 月下
建 筑 结 构 Building Structure
Vol． 46 No． 16 Aug． 2016
汕头华润中心 8 号楼采用广东省高规的 抗震性能化设计
郭伟亮， 陈招智， 吕坚锋， 周 定， 张元坤
（ 广州容柏生建筑结构设计事务所，广州 510170 ）
［4 ］ 表 2 所示） ， 该做法虽然与国家高规 所采用的“不 “弹性 ” 屈服” 和 验算方法存在区别， 但对于实现抗 ［3 ］
+ 中图分类号： TU973. 3 1
文献标识码： A
848X（ 2016 ） 16002707 文章编号： 1002-
Performancebased seismic design of tower 8 in Shantou China Ｒesources Center using Guangdong technical specification for concrete structures of tall building Guo Weiliang，Chen Zhaozhi，Lü Jianfeng，Zhou Ding，Zhang Yuankun
1
工程概况
汕头市华润中心为大型商业办公综合体 ， 位于 广东省汕头市金环路与长平路交界处附近 ， 建筑整 体平面呈 L 形， 四栋高低错落的塔楼与商业裙房共 同形成复杂综合体。为避免塔楼与平面不规则的商 业裙房形成复杂多塔体系， 通过合理设置结构缝将 平面划分为相对规则的单体， 如图 1 所示。 根据广 东省超限细则对各区域结构单体进行判别
29
表2
竖向构件不连续以及高位柱转换， 见 则、 尺寸突变， 《超限高层建筑工程抗 表 1， 属超限高层建筑。若按 （ 建质［ 2015］ 67 号 ） 判 震设防专项审查技术要点 》 别， 还存在偏心布置 （ 但该项与扭转不规则不重复 计算） ， 构件不连续不区分墙和柱， 均按照 1. 0 另外， 项考虑， 因 此， 本 项 目 按 两 本 细 则 判 别， 结论是一 致的。
关键 构件
无损坏 （ 弹性）
η= 轻微损坏 1. 05 0. 74 （ 压、 剪） ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） η= 1. 10
轻度损坏 ζ = 0. 15 （ 受剪截面）
η= 1. 05
表1
η= 1. 10 部分构件 中度损坏 ζ = 0. 15 （ 受剪截面）
无损坏 （ 弹性）
η= 1. 0
图2
塔楼典型建筑剖面图
建筑功能和抗震高烈度区受力需要 ， 采用了框架 核心筒结构 体 系 ， 为避免部分外框架柱的直落对 商业中庭造 成 影 响 ， 在裙房屋顶采用大跨度转换 梁对局部 6 根 外 框 架 柱 进 行 转 换 ， 保证商业中庭 开阔的建筑空间 。 塔楼办公层典型结构布置见图 3， 由于地震 作 用 较 强 ， 为满足塔楼抗侧刚度和承 载力的需 求 ， 核 心 筒 外 围 主 受 力 墙 体 厚 度 600 ～ 400mm ， 内部隔 墙 厚 度 250 ～ 200mm ， 外框架柱截 面由低区的 1 200 × 1 200 逐 渐 收 小 为 高 区 的 800 × 1 200 。 为满足建筑对楼层净高的需求 ， 楼面框 架梁截面 500 × 700 ， 次 梁 截 面 300 × 700 ， 外围框 架梁截面 500 × 800 ， 平面角部采用放射布置悬挑 梁， 梁高 700mm 。 为保证 商 业 楼 层 中 庭 完 整 开 阔， 采用大跨度
图1 项目平面示意图
Email： gwlhit@ 126． com。 博士， 作者简介： 郭伟亮，
28
建
筑
结
构Biblioteka Baidu
2016 年
（ 15. 64m 和 16. 90m） 转换梁对塔楼核心筒以东的 6 根外框架柱进行转换， 见图 4 。 为满足转换梁自身 承载力和刚度的需求， 同时又尽量减小梁高对建筑 净高的影响， 采用了 SＲC 转换梁 （ 梁高 2 800mm） ， 6 层） 设置了构 与转换梁相连的框支柱局部楼层（ 5 ， 造型钢， 保证节点可靠传力。 同时为解决转换梁挠 曲变形导致所承托柱局部抗剪不足的问题 ， 在局部 楼层（ 7 层） 被转换柱中埋设了构造型钢。
（ ＲBS Architectural Engineering Design Associates，Guangzhou 510170 ，China） Abstract： Tower 8 of Shantou China Ｒesources Center is a highrise building with sixstory commercial podium at the bottom and business office at upper part． There are irregular items in the project including torsional irregularity，dimension mutation，discontinuity of vertical component and high level transfer with columns． The performancebased seismic design method was used with a Clevel performance target． According to Guangdong technical specification for concrete structures of tall building，the structure was analyzed under frequent earthquake and wind load． The key structural components were checked through equivalent elastic method under fortification and rare earthquakes． The elasticplastic dynamic timehistory analysis using PKPMSAUSAGE program was taken to research the overall structural performance and the plasticity development of key components under the rare earthquake． The results show that all the key structural components meet the established seismic performance objectives and the structure has a good seismic performance． Keywords ： high level transfer； discontinuity of vertical component； torsional irregularity； performancebased seismic design
图4
转换层结构布置示意
商业楼层典型结构布置见图 5 ， 剪力墙主要利 用上部塔楼直落的核心筒墙体， 塔楼投影范围内的 框架柱截面为 1 200 × 1 200 ， 框支柱截面为1 400 × 2 000 ， 框架梁截面为 500 × 1 000 ， 塔楼投影范围外 柱截面 为 800 × 800 ～ 800 × 1 400 ， 框架梁截面为 500 × 600 ～ 500 × 800 ， 大跨梁截面为 400 × 1 200 ～ 500 × 1 200 。 中庭大跨度悬挑梁根部截面为 500 × 1 200 ～ 700 × 1 200 ， 端部截面减小为 500 × 800 ～ 700 × 800 ， 个别悬挑梁端部截面加大为 700 × 1 500 。
［1 ］
本项目拟建场地位于汕头市龙湖区， 抗震设防 烈度为 8 度 （ 0. 2 g ） ， 设计地震分组为第一组， 场地 类别为Ⅲ类， 特征周期 T g 为 0. 45s。在结构上， 配合
， 除B
区域的 8 号塔楼外， 其余各栋均判别为不超限结构， 本文主要针对分缝区域内的 8 号塔楼及其裙房的抗 震性能化设计进行阐述。8 号楼裙房平面呈矩形， 塔楼平面接近正方形。 塔楼高 94. 15m， 裙房 1 ～ 6 5. 5 ， 5. 5 ， 6. 0 ， 5. 5 ， 层为大型商业， 层高分别为 6. 0 ， 7. 2m （ 转 换 层 ） ； 7 ～ 21 层 为 商 务 办 公， 层高为 3. 9m， 建筑典型剖面如图 2 所示。塔楼高宽比 2. 5 ， 核心筒高宽比 6. 1 ， 表明建筑整体形态有利于发挥 结构的侧向刚度。
图5
商业裙楼典型结构布置示意
2
图3 塔楼办公层典型结构布置示意
超限情况 本项目按照广东省超限细则
［1 ］
存在扭转不规
第 46 卷 第 16 期
郭伟亮， 等． 汕头华润中心 8 号楼采用广东省高规的抗震性能化设计
构件抗震性能目标
构件 类型 构件位置 底部加强 区剪力 墙、 底部 加强区 框架柱 框支柱、 转换梁 普通 竖向 构件 非底部加 强区剪力 墙、 非底 部加强区 框架柱 轻微损坏 0. 74 （ 压、 剪） ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） 多遇地震 （ 性能 1 ） 设防烈度地震 （ 性能 3 ） 罕遇地震 （ 性能 4 ）
3
性能目标
针对本工程的超限项， 在进行多遇地震下弹性 ［2 ］ ， “ 分析的同时 结合抗规 中震可修， 大 小震不坏， 震不倒” 的抗震设防目标， 依据广东省高规 的设 计原则和方法进行了结构抗震性能化设计 。结构抗 震性能目标按广东省高规第 3. 11 节内容执行， 设定 为 C 级。 需要说明的是， 广东省高规在性能化设计 中引入了承载力利用系数 ξ 和构件重要性系数 η， 以 ξ 的大小直观表征各性能水准结构构件的承载力 安全储备和损伤程度 （ 结构各部位构件性能目标如
η= 1. 0
尺寸 突变 竖向构件 不连续 高位转换
耗能 构件
框架梁、 连梁
无损坏 （ 弹性）
部 中度损坏， 轻度 损 坏， 部分 η = 分比较严重 η = 构件中度损坏 0. 74 （ 压、 剪） 0. 8 损坏 ζ = 0. 15 0. 8 ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） （ 受剪截面）
3 阶振型的周期点上分别相差 － 6% ， 4% ， 6% ， 小于 抗规 20% 的差异限值。 时程计算与 CQC 法计算所 得基底剪力比较如表 4 所示， 楼层位移角曲线如图 8 所示， 均满足抗规要求。
超限项判断
分项 扭转 不规则 描述及判别 塔楼按照规定水平力法计算 ， 局部楼层扭转位移比 超过 1. 2 （ 商业裙房以上楼层 1. 13 ； 商业裙房楼层最 大扭转位移比为首层 1. 45 ） ， 计 为 Ⅱ 类扭转不规则， 1. 0 项 在裙房顶部（ 高度 ＞ 结构高度的 20% ） 水平收进尺 寸大于 25% （ 收 进 为 18m ＞ 0. 25 × 64 = 16m ） ， 计 1. 0 项 在裙房顶部对塔楼东侧 6 根外框架柱进行转换， 属 Ⅰ类竖向构件不连续 ， 计 0. 5 项 本工程位于抗震设防 8 度区， 塔楼外框架柱在 7 层 进行高位托柱转换
第 46 卷 第 16 期 2016 年 8 月下
建 筑 结 构 Building Structure
Vol． 46 No． 16 Aug． 2016
汕头华润中心 8 号楼采用广东省高规的 抗震性能化设计
郭伟亮， 陈招智， 吕坚锋， 周 定， 张元坤
（ 广州容柏生建筑结构设计事务所，广州 510170 ）
［4 ］ 表 2 所示） ， 该做法虽然与国家高规 所采用的“不 “弹性 ” 屈服” 和 验算方法存在区别， 但对于实现抗 ［3 ］
+ 中图分类号： TU973. 3 1
文献标识码： A
848X（ 2016 ） 16002707 文章编号： 1002-
Performancebased seismic design of tower 8 in Shantou China Ｒesources Center using Guangdong technical specification for concrete structures of tall building Guo Weiliang，Chen Zhaozhi，Lü Jianfeng，Zhou Ding，Zhang Yuankun
1
工程概况
汕头市华润中心为大型商业办公综合体 ， 位于 广东省汕头市金环路与长平路交界处附近 ， 建筑整 体平面呈 L 形， 四栋高低错落的塔楼与商业裙房共 同形成复杂综合体。为避免塔楼与平面不规则的商 业裙房形成复杂多塔体系， 通过合理设置结构缝将 平面划分为相对规则的单体， 如图 1 所示。 根据广 东省超限细则对各区域结构单体进行判别
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表2
竖向构件不连续以及高位柱转换， 见 则、 尺寸突变， 《超限高层建筑工程抗 表 1， 属超限高层建筑。若按 （ 建质［ 2015］ 67 号 ） 判 震设防专项审查技术要点 》 别， 还存在偏心布置 （ 但该项与扭转不规则不重复 计算） ， 构件不连续不区分墙和柱， 均按照 1. 0 另外， 项考虑， 因 此， 本 项 目 按 两 本 细 则 判 别， 结论是一 致的。
关键 构件
无损坏 （ 弹性）
η= 轻微损坏 1. 05 0. 74 （ 压、 剪） ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） η= 1. 10
轻度损坏 ζ = 0. 15 （ 受剪截面）
η= 1. 05
表1
η= 1. 10 部分构件 中度损坏 ζ = 0. 15 （ 受剪截面）
无损坏 （ 弹性）
η= 1. 0
图2
塔楼典型建筑剖面图
建筑功能和抗震高烈度区受力需要 ， 采用了框架 核心筒结构 体 系 ， 为避免部分外框架柱的直落对 商业中庭造 成 影 响 ， 在裙房屋顶采用大跨度转换 梁对局部 6 根 外 框 架 柱 进 行 转 换 ， 保证商业中庭 开阔的建筑空间 。 塔楼办公层典型结构布置见图 3， 由于地震 作 用 较 强 ， 为满足塔楼抗侧刚度和承 载力的需 求 ， 核 心 筒 外 围 主 受 力 墙 体 厚 度 600 ～ 400mm ， 内部隔 墙 厚 度 250 ～ 200mm ， 外框架柱截 面由低区的 1 200 × 1 200 逐 渐 收 小 为 高 区 的 800 × 1 200 。 为满足建筑对楼层净高的需求 ， 楼面框 架梁截面 500 × 700 ， 次 梁 截 面 300 × 700 ， 外围框 架梁截面 500 × 800 ， 平面角部采用放射布置悬挑 梁， 梁高 700mm 。 为保证 商 业 楼 层 中 庭 完 整 开 阔， 采用大跨度
图1 项目平面示意图
Email： gwlhit@ 126． com。 博士， 作者简介： 郭伟亮，
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建
筑
结
构Biblioteka Baidu
2016 年
（ 15. 64m 和 16. 90m） 转换梁对塔楼核心筒以东的 6 根外框架柱进行转换， 见图 4 。 为满足转换梁自身 承载力和刚度的需求， 同时又尽量减小梁高对建筑 净高的影响， 采用了 SＲC 转换梁 （ 梁高 2 800mm） ， 6 层） 设置了构 与转换梁相连的框支柱局部楼层（ 5 ， 造型钢， 保证节点可靠传力。 同时为解决转换梁挠 曲变形导致所承托柱局部抗剪不足的问题 ， 在局部 楼层（ 7 层） 被转换柱中埋设了构造型钢。
（ ＲBS Architectural Engineering Design Associates，Guangzhou 510170 ，China） Abstract： Tower 8 of Shantou China Ｒesources Center is a highrise building with sixstory commercial podium at the bottom and business office at upper part． There are irregular items in the project including torsional irregularity，dimension mutation，discontinuity of vertical component and high level transfer with columns． The performancebased seismic design method was used with a Clevel performance target． According to Guangdong technical specification for concrete structures of tall building，the structure was analyzed under frequent earthquake and wind load． The key structural components were checked through equivalent elastic method under fortification and rare earthquakes． The elasticplastic dynamic timehistory analysis using PKPMSAUSAGE program was taken to research the overall structural performance and the plasticity development of key components under the rare earthquake． The results show that all the key structural components meet the established seismic performance objectives and the structure has a good seismic performance． Keywords ： high level transfer； discontinuity of vertical component； torsional irregularity； performancebased seismic design
图4
转换层结构布置示意
商业楼层典型结构布置见图 5 ， 剪力墙主要利 用上部塔楼直落的核心筒墙体， 塔楼投影范围内的 框架柱截面为 1 200 × 1 200 ， 框支柱截面为1 400 × 2 000 ， 框架梁截面为 500 × 1 000 ， 塔楼投影范围外 柱截面 为 800 × 800 ～ 800 × 1 400 ， 框架梁截面为 500 × 600 ～ 500 × 800 ， 大跨梁截面为 400 × 1 200 ～ 500 × 1 200 。 中庭大跨度悬挑梁根部截面为 500 × 1 200 ～ 700 × 1 200 ， 端部截面减小为 500 × 800 ～ 700 × 800 ， 个别悬挑梁端部截面加大为 700 × 1 500 。
［1 ］
本项目拟建场地位于汕头市龙湖区， 抗震设防 烈度为 8 度 （ 0. 2 g ） ， 设计地震分组为第一组， 场地 类别为Ⅲ类， 特征周期 T g 为 0. 45s。在结构上， 配合
， 除B
区域的 8 号塔楼外， 其余各栋均判别为不超限结构， 本文主要针对分缝区域内的 8 号塔楼及其裙房的抗 震性能化设计进行阐述。8 号楼裙房平面呈矩形， 塔楼平面接近正方形。 塔楼高 94. 15m， 裙房 1 ～ 6 5. 5 ， 5. 5 ， 6. 0 ， 5. 5 ， 层为大型商业， 层高分别为 6. 0 ， 7. 2m （ 转 换 层 ） ； 7 ～ 21 层 为 商 务 办 公， 层高为 3. 9m， 建筑典型剖面如图 2 所示。塔楼高宽比 2. 5 ， 核心筒高宽比 6. 1 ， 表明建筑整体形态有利于发挥 结构的侧向刚度。
图5
商业裙楼典型结构布置示意
2
图3 塔楼办公层典型结构布置示意
超限情况 本项目按照广东省超限细则
［1 ］
存在扭转不规
第 46 卷 第 16 期
郭伟亮， 等． 汕头华润中心 8 号楼采用广东省高规的抗震性能化设计
构件抗震性能目标
构件 类型 构件位置 底部加强 区剪力 墙、 底部 加强区 框架柱 框支柱、 转换梁 普通 竖向 构件 非底部加 强区剪力 墙、 非底 部加强区 框架柱 轻微损坏 0. 74 （ 压、 剪） ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） 多遇地震 （ 性能 1 ） 设防烈度地震 （ 性能 3 ） 罕遇地震 （ 性能 4 ）
3
性能目标
针对本工程的超限项， 在进行多遇地震下弹性 ［2 ］ ， “ 分析的同时 结合抗规 中震可修， 大 小震不坏， 震不倒” 的抗震设防目标， 依据广东省高规 的设 计原则和方法进行了结构抗震性能化设计 。结构抗 震性能目标按广东省高规第 3. 11 节内容执行， 设定 为 C 级。 需要说明的是， 广东省高规在性能化设计 中引入了承载力利用系数 ξ 和构件重要性系数 η， 以 ξ 的大小直观表征各性能水准结构构件的承载力 安全储备和损伤程度 （ 结构各部位构件性能目标如
η= 1. 0
尺寸 突变 竖向构件 不连续 高位转换
耗能 构件
框架梁、 连梁
无损坏 （ 弹性）
部 中度损坏， 轻度 损 坏， 部分 η = 分比较严重 η = 构件中度损坏 0. 74 （ 压、 剪） 0. 8 损坏 ζ = 0. 15 0. 8 ξ= 0. 87 （ 弯、 拉） （ 受剪截面）
3 阶振型的周期点上分别相差 － 6% ， 4% ， 6% ， 小于 抗规 20% 的差异限值。 时程计算与 CQC 法计算所 得基底剪力比较如表 4 所示， 楼层位移角曲线如图 8 所示， 均满足抗规要求。