厦门海上世界6号地块结构设计

第6期（总第206期)规划设计_層□海上世界6号地块结构设计

邹文宝

(厦门西海湾邮轮城投资有限公司，福建厦门361013)

摘要厦门海上世界项目6号地块为超A级高度的超限高层建筑，主体高度143.6m，采用框架-核心筒结构体 系。结构体系存在扭转不规则、塔楼偏置、局部转换（穿层柱)等超限项，进行了小震、中震以及大震作用下的详细性能分 析，且采取了一系列针对性加强措施。计算结果表明，结构体系具有有效的耗能机制，可以达到预期的性能目标。

关键词超高层建筑;框架-核心筒；不规则；抗震性能化设计

1工程概况

拟建项目由厦门西海湾邮轮城投资有限公司开发建设，场地位于邮轮母港片区南侧，北起海沧大桥，南至赏雪湖入 海口，西至东渡码头岸线，东至东渡路，西临纵一路，东临纵 二路，北临南通道，道路系统完善，同时紧邻用地南侧为地铁 2号线站点。该宗地块可建设用地面积约11276.355m2,总建 筑面积约102109.43m2。地块建筑功能主要为办公、商业及配 套公建。

本文所述主体雜主屋面高度为143.60m，属于超高层 建筑，其建筑功能为办公、商业，建筑房屋高度143.60m，幕墙 高度 157.50m。

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《中国地震 动参数区划图KGB18306-2015)及本项目地质勘查报告，拟 建场地抗震设防烈度为7度（0.15g，设计地震分组为第二 组，场地土类型为II类，场地特征周期Tg=0.45s地面粗糙度 类别A类，基本风压0.8kPa。

2建筑结构体系概述

本工程有2层地下室，地上36层（含出塔楼主屋面2 层)，结构高度143.60m。拟采用桩筏基础，埋置深度为1/13, 满足埋深要求。

主体建筑1至2层建筑功能分别为商业、办公，3层及以 上则均为办公，其中12、23层为避难层，各楼层具体功能及 层高见表1上部结构嵌固在地下室顶板，采用框架-核心筒 结构体系。

表1建筑功能分区和层高表

建筑楼层建筑功能层高/m

地下二层车库、设备用房、人防 3.8

地下一层车库、商业、服务用房5.1

1层商业、办公 6.0

2层商业、办公 5.6

3层办公 5.0‘33层（12、23层除外）办公 4.2

12、23 层避难层 4.7

电梯机房层设备层 4.4

结构设计使用年限为50年，安全等级为二级，抗震设防 分类为丙类，地基基础设计等级为甲级，根据《高层建筑混凝 土结构技术规程K J186-2010,以下简称《高规》)，该结构体 系为超A类建筑，其各部位的抗震等级如表2所示。

表2结构各部分抗震等级

结构部位抗震等级抗震构造等级地上部分筒体一级一级(局部特一级）

地上部分框架一级一级

地下一层剪力墙一级一级(局部特一级)

地下一层框架一级一级

地下二层剪力墙二级二级

地下二层框架二级二级

3结构超限情况及抗震性能目标

3.1结构超限情况

根据《高规》和《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技

术要点》等有关规定，确定本工程结构超限情况。

根据《高规》3.3.1条中规定:7度抗震设防烈度的框架-

核心筒结构，A级结构的最大适用高度为130m，B级结构的 最大适用高度为180m，本工程结构高度为143.60m，因此本 工程属于高度超过A级高度结构。

通过平立面分析，本项目裙楼与塔楼部设置抗震缝，存

在塔楼偏置情况，具体为单塔与大底盘的质心偏心距大于底

盘相应边长20%。另外，本项目底部若干楼层，存在跃层柱等 局部不规则的情况，且小震计算分析表明结构存在扭转不规 则即在考虑偶然偏心的情况下扭转位移比为1.34大于1.2。

综上，可知本项目结构体系超限，需进行论证及性能化

设计。

3.2结构抗震性能目标

本工程高度适当超过A级高度(未超过B级高度)，且规 则性超限程度一般，根据《高规》3.11节及超限审查专家意

见，设定结构体系的抗震性能目标为D级。

根据D级目标的选定，即多遇地震下所有构件达到弹 性、设防烈度地震下宏观损坏程度为中度、预估罕遇地震下

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■规划设计2018 年

宏观损坏程度为比较严重(具体详见P u h o e计算章节)。针

对本文所述各项次不规则情况，从整体结构体系、抗震措施

及构造措施进行统筹设计，在施工图阶段结合性能化分析成

果，对结构按照不同性能水准的要求进行包络设计。

4结构计算分析

按结构的整体超限情况，对关键构件、普通构件和耗能

构件分水准进行分析，采用了一系列设计加强措施以保证结

构的安全，本结构开展的具体计算分析如下：

(1)多遇地震:①小震弹性分析，②小震弹性时程分析。

⑵设防地震:①中震不屈服分析，②中震弹性分析。

(3)预估罕遇地震:①大震不屈服分析，②关键构件承载

力分析，③大震不屈服分析。

4.1小震及风荷载作用分析

整体分析模型是一个详细建构的空间三维有限元模型，

构件根据具体尺寸输入模型，采用两种不同的力学模型软件

针对多遇地震下的弹性分析结果进行对比，以详细考察计算

模型的可靠性和具体控制指标参数。

4.1.1概念设计及优化

在分析论证过程中，对结构体系和楼盖系统进行了梳理

和探讨，具体如下。

(1) 基础设计:由于本工程为地铁上盖，结合地质条件采 用旋挖灌注桩和人工挖孔桩等非挤土桩，以减少对在建地铁

隧道的影响；超高层核心筒范围内结合专家意见和《厦门市

建设工程大型混凝土灌注桩若干技术与检测管理规定》的要

求确定大型灌注桩的配置，且一桩一孔补勘;注重基础与上

部结构的协同作用，分区域进行变刚度调平设计，分析了结

构整体抗倾覆能力;最终确定本工程的基础形式:高层塔楼

区域为桩筏基础、裙楼东侧范围(DA~DX轴）为独基+防水

板+均布锚杆和西侧范围(D1A~D1R轴)为桩筏基础+防水

板。

(2) 地下室设计:共二层地下室，外墙防水等级为一级，采用防水密实性混凝土，抗渗等级为P8地下室设计以减少

开挖深度和水浮力为准则，并进行成本综合分析，确定的各

层楼盖体系如下:地下室顶板为嵌固端，为梁板体系(其中塔

楼范围及荷载较大区域为单向梁形式、裙楼辖内为框架梁+

大板形式）;地下二层楼板为带柱帽无梁楼盖。

(3) 上部结构设计:采用框架-核心筒结构体系，建筑结 构形式为框架-核心筒结构体系，主楼最大高宽比为3.87,

最大长宽比为3.3,核心筒高宽比为10.9。塔楼框架部分采用

钢管混凝土柱(首层至23层）和钢筋混凝土柱(23层以上），

底层最大截面为直径1500mm圆形钢管混凝土柱;核心筒采

用钢筋混凝土剪力墙，底部最大墙厚600mm;采用钢筋混凝

土梁板体系，框架梁与核心筒及框架柱均为刚接。

4.1.2小震弹性分析(1) 主要分析结果。对小震作用下的结构进行了分析，结

果显示两种不同力学模型的计算的主要结构特征和控制指

标相互吻合，且满足规范限值要求，可知模型可靠，其计算成

果可作为工程依据。

(2) 双重抗侧力性能。对于框架-核心筒结构体系，需通 过外框柱与核心筒之间的剪力比值和倾覆力矩比值考察结

构二道抗震防线的有效性。比值表明:①结构两个方向均由

核心筒承担了主要的地震剪力，框架承担的比例较小，结构

的主要抗侧力构件为核心筒墙肢;②框架和剪力墙承受的剪

力沿楼层存在突变，主要是由于层高的突变引起的，结构在

构件截面改变的楼层上层剪力的分配有所波动，随楼层增

高，框架分担的比例不断增大，剪力墙不断减少，表现出典型

的框筒结构的特点;③结构两个方向的反应基本相同，表明

结构不仅双向动力性能接近，而且双向构成相似;④除少数

几个楼层外，大部分核心筒承担的倾覆力矩比例超过50%，

体现出典型的框架-核心筒受力特点。

综上所示，本结构体系两个方向均具有较好的二道防线

性能。

4.1.3中震作用分析

根据国家规范及结合超限审查专家意见，本项目中震情

况下的计算参数选取如表3所示。

表3中震作用计算参数

分析参数项目 ■分析内容

中震不屈服中震弹性

地震组合内力调整系数 1.0 1.0

作用分项系数和材料分项系数 1.0同小震弹性

抗震承栽力调整系数 1.0同小震弹性

材料强度取值标准值设计值

风荷栽不考虑不考虑

a腿0.340.34

连梁刚度折减系数0.30.3

阻尼比0.070.07

周期折减系数 1.0 1.0

时程相对反应谱放大系数考虑考虑

计算分析表明，结构能满足中震作用下的性能目标要

求，底部加强区核心筒外墙满足抗弯不屈服抗剪弹性，底部

加强区核心筒内墙和框架柱满足抗弯不屈服抗剪不屈服，非

底部加强区核心筒满足剪压比要求。大部分楼层连梁屈服，

仅少数框架梁屈服，但所有耗能构件均可以满足截面抗剪要

求;通过中震分析，本结构需采取一些构造加强措施:①底部

加强区剪力墙受力较大，需加强配筋，边缘构件配筋率大于

5%时设置型钢;②采用包络设计方法，对于不同部位墙体按

照不同的控制状态设计，确保实现结构的多状态性能目标。

4.1.4预估罕遇地震下静力弹塑性分析

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