揭秘【汉国城市商业中心 329.4M 80F】

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  众所周知，汉国开工一年多来进度一直很给力， 现在的项目工程进度状况跟平安差不多， 不出我所料 会上2台动臂吊塔，而且肯定比平安上吊塔要早，下面是我收集的一些资料。  

汉国城市商业中心
超限高层建筑抗震设计可行性论证报告
设计单位
美国SOM建筑事务所

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最新进度，
本图由等楼群小羊驼摄于福田医院！

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1. 引言
SOM 及深圳方佳建筑设计有限公司受甲方深圳市广海投资有限公司委任为汉国城市商业中心提
供设计服务。SOM 将负责主塔楼、裙房及地下室的结构设计至初步设计阶段。方佳为国内设计
单位，在初步设计阶段提供咨询服务，在初步设计完成后负责施工图设计。方佳在初步设计阶段
将完成人防部分的设计。
广州容柏生建筑工程设计事务所（RBS）受业主委托做为设计咨询方，将在设计及施工过程中提
供咨询意见，并且负责对结构进行弹塑性动力时程分析。
1.1 项目概况
汉国城市商业中心项目位于深圳市福田区深南路与福明路交叉路口，为一座超高层综合楼，地上
共75 层（包括避难层及夹层），地下五层，主楼主要结构屋顶高311.9 米，顶部另有装饰性桁架
结构，其顶部高329.4 米。地下室做为商场、停车以及机电设备用房，其中地下5 层局部区域设
置战时人防地下室。裙房为6 层，屋顶高30 米，结构与塔楼连为一体。
1.2 报告简介
本报告包含了结构初步设计与计算的依据、主要假定、设计方法以及主要结果。由于本项目属于
超限高层建筑结构，报告中提出了超限应对措施，并且针对若干结构问题进行了专项分析。
结构初步设计初期中，邀请了一些结构设计专家对结构体系进行了讨论，并提出了一些意见。在
设计深入中根据这些意见对结构设计进行了相应的调整，详见第6.2 节以及第9 节。

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3. 材料
3.1 混凝土
结构构件所选用之混凝土将不低于C30，按GB50010-2002 材料参数如下：
标准值
(MPa)
设计值
(MPa)
强度种类
fck ftk fc ft
弹性模量
Ec (MPa)
C30 20.1 2.01 14.3 1.43 3.00 x 104
C35 23.4 2.20 16.7 1.57 3.15 x 104
C40 26.8 2.39 19.1 1.71 3.25 x 104
C45 29.6 2.51 21.1 1.80 3.35 x 104
C50 32.4 2.64 23.1 1.89 3.45 x 104
C60 38.5 2.85 27.5 2.04 3.60 x 104
C70 44.5 2.99 31.8 2.14 3.70 x 104
C80 50.2 3.11 35.9 2.22 3.80 x 104
3.2 钢筋
钢筋材料应符合中国规定GB50010-2002。
钢筋种类 符号 直径
(mm)
标准值，fyk
(MPa)
设计值，fy，fy’
(MPa) 弹性模量，Es(MPa)
HPB235 φ 8~20 235 210/ 210 2.1x105
HRB335 φ 6~50 335 300/ 300 2.0x105
HRB400 6~50 400 360/ 360 2.0x105
注：常用钢筋直径为6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 及32 (36, 40 及50mm 需预定)。
混凝土保护层最小厚度(mm)
一类环境 二a 类环境 (迎水面)
钢筋 板、墙 梁 柱 基础、地下室外墙、顶板
纵向受力 15 25 30 ≥ 50*
箍筋、分布筋及构造筋 10 15 15 ≥ 50*
* 保护层厚大于40mm，应加上细直径钢筋网片。

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3.3 结构钢材
结构用钢材将采用中国之标准钢材，其设计值如下：
3.3.1 钢材的物理性能指针
弹性模量 E
(MPa)
剪变模量G
(MPa)
线膨胀系数α
（以每°C 计）
质量密度ρ
（kg/m3）
206×103 79×103 12×10-6 7850
3.3.2 钢材强度设计值(MPa)
钢 材
牌 号 厚度或直径(mm)
抗拉、抗压
和抗弯
fy/f
抗 剪
fv
端面承压
（刨平顶紧）
fce
≤16 235/215 125 325
>16～40 225/205 120 325
>40～60 215/200 115 325
Q235 钢
>60～100 205/190 110 325
≤16 345/310 180 400
>16～35 325/295 170 400
>35～50 295/265 155 400
Q345 钢
>50～100 275/250 145 400
≤16 345/310 180 400
>16～35 345/310 180 400
>35～50 335/300 175 Q345GJ钢 400
>50～100 325/295 170 400
≤16 390/350 205 415
>16～35 370/335 190 415
>35～50 350/315 180 415
Q390 钢
>50～100 330/295 170 415
本项目钢结构用钢主要采用Q345 以及Q345GJ 等级。其中Q345GJ 钢材应满足GBT19879-2005
《建筑结构用钢板》的要求。
3.3.3 型钢钢号
所有热轧型钢规格按GB/T 11263-2005《热轧H 型钢与剖分T 型钢》。
4. 荷载作用与设计要求
4.1 楼面荷载
按照中国国家规范GB50009-2001(2006 年版)以及使用要求选用下列之荷载标准值。
典型楼面荷载标准值 (kPa)
位置/荷载 机电设备及吊顶 找平层 间隔墙 活荷载
观光平台屋面 1.0 4.8 – 5.0
行政酒廊 0.5 2.4 – 5.0
公寓 0.5 1.2 1.0 2.0
公寓核心筒 0.5 1.2 1.9 2.0
办公室 0.5 1.2 1.0 3.0
办公室核心筒 0.5 1.2 1.9 3.0
避难层 0.5 2.4 – 5.0
空中大堂 0.5 1.2 – 5.0
游泳池 1.0 4.0 – 18
消防疏散楼梯 0.5 1.2 – 3.5
机电房 7.5或实际重量 1.2 – 1.5
电梯机房 0.5 2.4 – 20
幕墙(立面) 1.25
屋面 0.5 4.8 – 2.0
屋面(冷却塔) 0.5 4.8 – 12.0
商业 0.5 2.4 – 5.0
餐厅 1.5 1.2 1.0 3.0
厨房 1.5 3.0 – 4.0
库房 0.5 1.2 – 10
地面绿化区 – 覆土20kN/m3 – 4.0
消防车道 – 5.0 – 35
停车库 0.5 1.8 – 4.0
上、落货区 0.5 2.0 – 20
对于塔楼隔墙荷载，经过与本地院协商，公寓分户墙采用100mm 厚轻质复合墙板，户内隔墙为
75mm 厚轻质复合墙板。核心筒内需要支承电梯小构架的隔墙采用150mm 厚砌块墙，其余都采
用100mm 厚轻质复合墙板。表中隔墙荷载即根据此配置计算。
4.2 雪荷载
深圳地区不考虑雪荷载。

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4.3 风荷载
4.3.1 规范风荷载
深圳市基本风压按50 年一遇ω0 为0.75 kPa，按100 年一遇ω0 为0.90 kPa。考虑到塔楼高度约
300 米，根据当地规定构件强度校核时应采用100 年一遇风压，而进行风荷载作用下位移计算时
可以采用50 年一遇的风压。另外在风压高度变化系数根据C 类地面粗糙度采用。由于高宽比较
大，风荷载体型系数取1.4。
4.3.2 风洞试验
风洞试验结果表明，按照规范计算的风荷载以及风洞试验结果在南北方向（Y 方向）比较接近，
而在东西方向(X 方向)风洞试验结果较大。设计中将采用两者中较大的数值。
下表比较了ETABS 中文版按照荷载规范计算的50 年一遇风荷载以及风洞试验给出的50 年一遇
风荷载作用下基底剪力数值。可以看到在Y 向基底剪力两者相差较小，而在X 方向，风洞试验
结果比ETABS 大将近75％。风洞试验计算50 年风荷载采用阻尼4％。
50 年风荷载 ETABS 风洞试验 风洞/ ETABS
X 向风－基底剪力 (kN) 26700 46592 174.5%
Y 向风－基底剪力 (kN) 34500 40333 116.9%
X 向风－倾覆弯矩 (MNm) 5272 9770 185.3%
Y 向风－倾覆弯矩 (MNm) 6927 7621 110.0%
下表比较了ETABS 按照规范计算的100 年一遇风荷载以及风洞试验给出的50 年一遇风荷载作用
下基底剪力数值。可以看到在Y 向基底剪力两者比较相近，而在X 方向，风洞试验结果比
ETABS 大将近60％。风洞试验计算100 年风荷载采用阻尼比5％。
100 年风荷载 ETABS 风洞试验 风洞/ ETABS
X 向风－基底剪力 (kN) 32040 51393 160.4%
Y 向风－基底剪力 (kN) 41400 47663 115.1%
X 向风－倾覆弯矩 (MNm) 6326 11011 174.0%
Y 向风－倾覆弯矩 (MNm) 8312 8862 106.6%
在检查风荷载作用下的加速度时，由于深圳10 年一遇风荷载包含了台风影响，而台风影响（在
国外设计中）通常在舒适度评估时不予考虑。国际上通常认为采用一年一遇的风荷载，按照
CTBUH 或者ISO 的条件，并考虑风玫瑰效应来评估舒适度是比较合适的。对1 年和10 年一遇风
荷载，将分别采用1％和2％阻尼比。详细信息请参见第9.5 节
4.4 地震作用
地震荷载依据国标GB50011-2001 为标准，并且考虑场地地震安全性评报告的结果。
4.4.1 规范地震作用
地震烈度
50 年设计基准期
超越概率
烈度重现期
(年)
地面加速度峰值
PGA (cm/s2)
水平地震影响系
数最大值α max
多遇地震 63% 50 35 0.08
设防烈度 10% 475 98 0.23
罕遇地震 3%~2% 1642~2475 220 0.50
• 抗震设防烈度 7度，设计基本地震加速度 = 0.1g
• 建筑场地类别 第一组，场地类别II类，Tg = 0.35秒
• 弹性分析阻尼比 0.05（混凝土结构）
• 地震反应谱 (按GB50011-2001，5.1.1 条)见图4.4.1
周期T 小于0.1 秒 直线上升段
周期T从0.1秒到Tg 水平段
周期T从Tg到5Tg 曲线下降段α η2α max
γ
⎟ ⎟⎠
⎞
⎜ ⎜⎝
⎛
=
T
Tg
周期T从5Tg 到6秒 直线下降段 α [η2 0.2γ η1( 5 )]α max
= − T − Tg
其中
ξ
ξ
γ
0.5 5
0.9 0.05
+
−
= + ， 0
8
0.02 0.05 1 1 ≥
−
= + η
ξ
η ， 0.55
0.06 1.7
1 0.05 2 2 ≥
+
−
= + η
ξ
ξ
η 。
• 2 条天然时程波 － 由安评报告提供
• 人工波 － 由安评报告提供
反应谱分析采

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3. 材料
3.1 混凝土
结构构件所选用之混凝土将不低于C30，按GB50010-2002 材料参数如下：
标准值
(MPa) ...
自然兄 发表于 2011-7-16 17:25

    自然兄，问一下，汉国投资多少了钱？

自然兄

4.6 验算要求
4.6.1 结构验算
结构在承载力极限状态和正常使用极限状态下应符合下列要求：
S ≤ R
式中 S – 荷载或作用效应
R – 结构抗力
4.6.2 构件验算
4.6.2.1 正常使用极限状态
结构构件在正常使用极限状态下应满足下列公式的要求：
Sd ≤ C
式中 Sd – 荷载效应设计值 (如变形、裂缝)
C – 设计对该效应的相应限值
4.6.2.2 承载能力极限状态
1) 验算构件承载力极限状态时，对于非地震组合应满足：
S ≤ R 0 γ
式中 γ0 – 结构重要性系数 （本项目为1.0）
S – 荷载或作用效应组合设计值
R – 结构构件承载力设计值
2) 在第一阶段抗震设计，构件的承载力应满足下列要求：
S R RE γ ≤
式中 γRE – 承载力抗震调整系数(见表4.6.2.1)
S – 结构构件内力组合的设计值
表4.6.2.1 γRE取值
材料 结构构件 受力状态 γRE
柱、梁 0.75
支撑 0.80
节点板件，连接螺栓 0.85
钢
连接焊缝
0.90
梁 受弯 0.75
轴压比小于0.15 的柱 偏压 0.75
轴压比不小于0.15 的柱 偏压 0.80
抗震墙 偏压 0.85
混凝土
各类构件 受剪、偏拉 0.85
梁 受弯 0.75
柱 偏压 0.80
支撑 压 0.85
抗震墙 偏压 0.85
各类构件及节点 受剪 0.85
型钢混凝土
焊缝及高强螺栓 0.90
4.6.3 轴压比
当考虑地震作用组合时，混凝土柱、型钢混凝土柱和混凝土剪力墙的轴压比需要加以限
制，如下表：
表4.6.3.1 框架－抗震墙结构体系的轴压比限值
抗震等级
一级 二级 三级
混凝土柱 0.75 0.85 0.95
型钢混凝土柱 0.7 0.8 0.9
混凝土剪力墙
0.4 (9 度)
0.5 (8 度)
0.6 -
剪跨比小于2 时，柱子的轴压比限值应该比上表减少0.05。对于混凝土柱，剪跨比小于
1.5 时尚需专门研究。
当混凝土强度高于C60 时，上表中混凝土柱和型钢混凝土柱的轴压比限值宜降低0.05。
R – 结构构件承载力设计值
4.7 基础作用效应组合
根据 GB 50007-2002 和 GB50011-2002，当确定基础或者桩承台高度、计算基础内力、验算配筋
和材料强度时，采用承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。这些组合
同上部结构的组合相同。
确定计算桩数和地基承载力，以及计算变形、裂缝时，采用正常使用极限状态下的标准组合，见
表4.7.1。此时抗力采用地基承载力特征值或者单桩承载力特征值。
表 4.7.1 基础作用效应组合
组合
1 恒载 +活载
2 恒载 ±风
3 恒载 +活载 ± 风
4 恒载 ± 地震荷载（小震）
5 恒载 + 0.5*活载 ± 地震荷载（小震）
6 恒载 ± 0.2*风 ± 地震荷载（小震）
7 恒载 + 0.5*活载 ± 0.2*风 ± 地震荷载（小震）
对所有组合，当不包含地震组合时，活荷载考虑按楼层折减。当包含地震组合时，活荷载不考虑
折减。
4.8 结构构件耐火极裉
构件名称 燃烧性能和耐火极限 (小时)
防火墙 3.00
墙
承重墙、楼梯间墙、电梯井墙及单元之间的墙 2.00
柱 3.00
梁 2.00
楼板、疏散楼梯及屋顶承重构件 1.50
其
它
抗剪支撑 2.00
注：1. 中庭或屋顶桁架的耐火极限不应低于0.5h；
2. 楼梯间平台上部设有自动灭火设备时，其楼梯的耐火极限可不限制。

自然兄

基础选型建议
5.7 Suggestion on Foundation Selection
拟建建筑塔楼部分高75 层，属超高层建筑，荷重极大，天然地基及复合地基均难以满足荷载要
求。
可考虑采用冲孔灌注桩，以微风化花岗岩作为桩端持力层。但是，若中风化花岗岩④3 能满足荷
载计算要求，优先选择此层作为持力层。同时，考虑到场地内存在构造破碎带，地层结构较复
杂，建议选择此种工法时应先进行超前钻探，以彻底查明桩下地质情况。应注意的是，该类桩型
具施工周期较长，桩端持力层鉴定较困难，泥浆排放量大等缺点，施工时应采取相应措施。
若采用人工挖孔灌注桩，应注意的是进入孔桩中风化岩层后，由于岩层构造裂隙极发育，可能水
量较大，应采取止水或降水措施，并宜先选择1-3 条桩进行试挖，确定可行后才能进行全面施
工。
5.8 总结
5.8 Summary
根据钻探揭露，场地内分布的地层有人工填土层、第四系冲洪积层、残积层，下伏基岩为燕山晚
期花岗岩。
场地范围内未发现断裂等活动性构造带及其它不良地质作用，场地稳定。作为拟建工程建筑场地
是适宜的。
场地土为中软土，建筑场地类别为Ⅱ类。场地所处区域抗震设防烈度为7 度，设计地震基本加速
度值0.10g，设计分组为第一组，本场地地脉动主频为3.25Hz，其卓越周期为0.27 秒。场地内无
可液化地层，属可进行建设的一般地段。
场地的地下水以潜水及基岩裂隙水为主。场地内的第四系冲洪积淤泥质沙②1 及粗砾砂②2 属强
透水性地层，场地环境类别属Ⅱ类。地下室抗浮水位建议按整平后地面标高±0.00 以下0.5m 计
算，防洪水位建议按地面标高±0.00 以上1.0m 计算。地下水水质对砼结构具弱腐蚀性，对钢筋砼
结构中钢筋具无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
拟建工程适宜采用桩基，建议采用冲孔灌注桩，以微风化花岗岩作为桩端持力层。

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6. 结构体系与控制参数
6.1 塔楼
6.1.1 结构体系概述
主塔楼地上75 层楼，地下室5 层。楼顶面高度311.9m，其上另有高度为17.5 米的装饰性钢桁
架。底层层高约5 米，标准层层高3.9 米，另设置四个避难层，层高为6 米。塔楼高宽比为
311.9/35.5=8.79，大于JGJ3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程第4.4.2 节的数值7.0。
塔楼为框架-核心筒结构体系，其中塔楼中间为钢筋混凝土筒体，从下往上形状保持不变。塔楼
周边框架为型钢混凝土柱以及型钢混凝土梁组成。典型柱距为9 米。楼面系统为混凝土梁以及
110mm 厚的现浇混凝土楼板组成。楼面梁典型间距为3 米。
重力荷载由钢筋混凝土楼面体系承担，并通过各层之楼板传递到内部混凝土核心筒及周边组合框
架。
由于建筑需要每隔15 层设置一个避难层，因此结构上采用这些避难层来做为结构的加强层。加
强层层高为6 米，在每个加强层沿南北方向四条轴线设置钢结构伸臂桁架，连接核心筒以及外框
架柱，以增大结构侧向刚度，抵抗侧向风荷载作用。在加强层以及上下各一层，在伸臂桁架所在
轴线的核心筒墙体内部埋置钢柱以及钢支撑，利于传递伸臂桁架传递来的内力。最低的加强层以
下，核心筒内埋的钢柱以及钢支撑延伸至结构底部，有利于大震作用下剪力墙开裂之后部分剪力
可以通过钢结构传递，确保结构延性和实现“大震不倒”的目标。
裙楼有6 层，楼顶标高约30 米。地下5 层，同塔楼地下室连接在一起。裙楼面积较小，因此在
结构上与塔楼连接在一起做为一个结构进行分析。在施工阶段，将设置沉降缝，以便塔楼和裙楼
之间的差异沉降能够自由发生。
裙楼结构体系为混凝土框架结构，典型柱距为9 米，采用主次梁结构体系。楼板为现浇混凝土楼
板，板厚120mm。由于裙楼的楼板开洞较大，裙楼和塔楼之间的楼板联系比较弱，在地震和风
荷载作用下有可能产生较大的楼板面内应力。设计中考虑了这一点并采取了适当的加强措施。
为了减小伸臂桁架中的内力，对于伸臂桁架的斜杆采用延后安装。
6.1.2 结构控制参数
结构设计基准期： 50年
结构设计使用年限： 50年
建筑结构安全等级： 二级
结构重要性系数γ0 ： 1.0
建筑抗震设防分类： 裙楼以及塔楼9 层以下: 乙类
塔楼9 层以上: 丙类

自然兄

主要构件的抗震等级如下：
框架 典型层
加强层及上下各一层
底部加强区(B1 层到9 层)
墙体 典型层
加强层及上下各一层
底部加强区(B1 层到9 层)
一级
特一级
特一级
一级
特一级
特一级
6.1.3 抗风性能要求
对规范风荷载以及风洞试验给出的风荷载，50 年一遇风荷载作用下层间位移角不超过1/500。其
中计算风荷载作用下层间侧移时模型只包括地上结构，即忽略地下室构件变形带来的上部结构转
角。同时验算了地下B1 层与地上1 层的侧向刚度比，结论是地下室侧向刚度大于首层刚度的2
倍，模型可以嵌固在首层。
按照JGJ3-2002 第4.6.6 条的要求，对居住用途房屋按10 年一遇的风荷载取值计算或风洞试验确
定的顺风及横风最大加速度不应超过0.15m/s2。但是我们建议采用风洞试验按照2％阻尼给出的
10 年一遇风荷载作用下加速度结果，并与0.20m/s2 比较，以考虑10 年风荷载数据中包含的台风
的影响。
类似的，按照国际上常用的做法，采用1％阻尼比，1 年一遇风荷载作用下最大加速度按CTBUH
以及ISO 标准分别不应超过7 以及10 milli-g。设计中，对所有居住楼层的加速度进行了检查，
其中最高居住楼层为F73 层。
6.1.4 抗震性能要求
表 6.1.4.1 抗震性能要求
地震水准
(设计等级)
1 = 多遇地震
(T = 50 年)
2 = 设防烈度
(T = 475 年)
3 = 罕遇地震
(T = 2475 年)
性能等级 没有破坏 有破坏但可修补 不可倒塌
允许层间位移 1/500 - 1/100
墙性能
弹性 特一级墙体、空中大堂
楼层墙体中震不屈服
大震下抗剪截面验算
V/ FckA < 0.15
框架梁性能 弹性 - 控制塑性转角
框架柱性能 弹性 特一级柱、空中大堂楼
层柱中震不屈服
控制塑性转角
伸臂桁架性能 弹性 不屈服 控制塑性转角
屋顶桁架性能 弹性 不屈服 桁架柱控制塑性转角
专家咨询意见
结构初步设计初期中，邀请了一些结构设计专家对结构体系以及结构设计方案进行了讨论，并提
出了一些意见。在结构初步设计中，我们根据对咨询意见进行了仔细研究，并相应对结构设计进
行了一些调整，细节如下：
&#1048766; 核心筒剪力墙厚度、加强层的设置与刚度需进一步优化；
针对此意见，我们研究了剪力墙厚度并进行了一些调整，将1300mm 厚的剪力墙在上部15 层厚
度减少为1250mm。对于伸臂桁架布置方案，进行了方案对比，并综合建筑需要和结构性能确定
了伸臂桁架布置方案。具体结果见第9.1 节相关内容。

自然兄

人工挖孔灌注桩承载力特征值
灌注桩持力层预计位于微风化的花岗岩上，根据附近工程经验，桩承载力将由桩身承载力确定。
对于局部岩石条件不好的位置，可以考虑端部扩孔。取根据广东省标准DBJ15-31-2003，桩间距
最小为2.5 倍桩直径，桩的工作条件系数取0.8。则直径分别为2.0 米和3.0 米的桩的单桩竖向承
载力特征值分别为下表所示。

自然兄

回复 9# auccrew


    汉国城市商业中心总占地面积7844.9平方米,建筑面积16.32万平方米,建筑高度329.4米,投资总额6.8亿元,预计2014年完工。