关于结构对扭转不规则制方法的讨论关于结构对扭转不规则控制方法的讨论.doc

第  PAGE 5 页 共  NUMPAGES 5 页 关于结构对扭转不规则控制方法的讨论 摘要：这几年伴随着苏州经济的腾飞，在市区，园区，以及新区你都能看到很多形状各异的高楼大厦在不断的拔地而起。可是建筑外形越复杂，平面凹凸越严重，那对于建筑本身的结构整体性能的控制条件也就越严格。可是做设计的都知道，在抗震规范要求：一方面要求结构布置规则、对称，关键是要求平面布置刚度均匀，减少扭转。另一方面要求加强结构的抗扭刚度和抗扭承载力。可是对于那些平面凹凸不规则，竖向刚度不规则的结构很难满足这些要求，因此这就给我们设计者带来很多矛盾，即要满足规范要求，又要满足建筑的外观可行性，在日常设计中如何找到这个平衡点就是我们为之努力的方向。 关键词：刚度比 周期比 位移比 剪重比 关于结构对扭转不规则的控制方法，主要从以下几个方面去控制： 一，刚度比的控制：体现结构整体上下匀称度的指标。 二，周期比的控制：体现抗扭刚度的大小，不至结构地震时轻易产生扭 转破坏。 三，位移比的控制：扭转不规则时的一控制参数，反映了结构的扭转效应。 四，剪重比的控制：保证结构有足够的抗剪能力（与抗震影响系数有内在联系),不至太脆弱。 以下对这四个方面分别进行阐述： 刚度比的控制 规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大。规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，直观的来说，层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度。 高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。 转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一，对结构的薄弱层，规范要求其地震剪力放大1.15，这里程序将由用户自行控制。当采用第3种层刚度的计算方式时，如果结构平面中的洞口较多，这样会造成楼层平均位移的计算误差增加，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算层刚度。选择剪切、剪弯层刚度时，程序默认楼层为刚性楼板。 因此合理设计结构楼层各层之间的刚度比是结构整体设计的第一环节。 周期比控制 周期比：第一扭转周期与第一侧振周期的比值。规范规定：T扭/T1≤0.9（A级高度），T扭/T1≤0.85（B级高度）。 周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。所以一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。总之，周期比控制不是在要求结构足够结实，主要为控制结构的扭转效应。 复杂结构的周期比控制。多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接，验算方法尚不清楚。体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。以过滤局部振动产生的周期。 对于一些周期比不满足要求的（接近限值）建筑，也可以按照下面的方法来调整： （1）提高抗扭刚度，使扭转周期减小。主要方法有加强结构周边刚度：a在四周布置剪力墙，b增加周边剪力墙的长度，c增加周边剪力墙的厚度，d增加周边剪力墙连梁的高度（有降低剪力墙的延性的隐患），或框架梁的高度，e在结构凹槽部位增加拉梁或连接板。 （2）降低结构的平移刚度，使平移周期增大。前提是原来结构的刚度很大，层间侧移值远小于限值，剪重比远大于规范规定。主要方法是：a在结构内部减少剪力墙的布置，b在内部剪力墙上开结构洞口或增大洞口的高度，宽度。 位移比控制 位移比：楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角与本楼层平均值的比值。位移比的大小反映了结构的扭转效应，它是考察刚心与质心的相对位置，是度量结构是否规则、对称，刚度分布是否均匀的方法。抗规第3.4.3.1条规定：平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：1)扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍；高规的4.3.5条规定，在考虑质量偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大