高层建筑结构扭转振动效应控制研究

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1、第24卷第7期Vol.24No.7工程力学2007年7月July2007ENGINEERINGMECHANICS116文章编号：1000-4750(2007)07-0116-06高层建筑结构扭转振动效应控制研究*蔡健，潘东辉，黄炎生(华南理工大学土木工程系，广东，广州510640)摘要：《高层建筑混凝土结构技术规程》限制高层建筑结构扭转不规则性的规定存在问题，控制扭转振动的措施需进一步讨论。规程为避免严重扭转不规则结构的出现，除对位移比进行限制外，还限制了扭转为主第一周期与平动为主的第一周期的比值，即高层结

2、构设计应满足平扭耦联周期比的要求。通过改变结构的偏心率、扭转刚度和侧向刚度等因素，并分析耦联周期比和非耦联周期比的差别，发现规程在某些情况下并不能保证对扭转振动效应的控制效果。因此用耦联周期比限制结构扭转不规则性的措施不尽合理，设计中可采用平动变形能和扭转变形能的比值代替耦联周期比作为控制扭转振动的指标。关键词：高层建筑结构；扭转振动效应；耦联周期比；非耦联周期比；能量比中图分类号：TU375;TU311.3文献标识码：ARESEARCHONTORSIONALVIBRATIONCONTROLOFTALLBU

3、ILDINGSTRUCTURES*CAIJian,PANDong-hui,HUANGYan-sheng(DepartmentofCivilEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong510640,China)Abstract:TheprovisionsinTechnicalSpecificationforConcreteStructuresofTallBuildingontorsionalirregularityarepro

4、blematicandthespecifiedmeasuresfortorsionalvibrationcontrolneedtoberevisited.Theratiooftorsion-controlledfirstperiodtotranslation-controlledfirstperiod(i.e.thecoupledperiodratio),combinedwiththedriftratio,isincorporatedinthespecificationtoexcludetallstruct

5、ureswithseveretorsionalirregularity,anditslimitsshouldbesatisfiedinseismicdesign.Bychangingthemagnitudesoftheparameters(i.e.eccentricity,torsionalstiffness,andlateralstiffness),theanalysisofthedifferencebetweenthecoupledperiodratioanduncoupledperiodratiosh

6、owsthattheprovisionscannotguaranteetorsionalvibrationcontrolincertainsituations.Inthisrespect,thecoupled-period-ratioindexisnotwell-foundedandtheratiooflateralenergytotorsionalenergyisproposedasanalternative.Keywords:tallbuildingstructures;responsesoftorsi

7、onalvibration;coupledperiodratio;uncoupledperiodratio;energyratio地震中结构的扭转运动会导致严重的破坏，因周期之比(以下简称非耦联周期比)大于一定的数值此结构的扭转问题受到很大的关注，国外对此进行时扭转振动效应会急剧增加，从而提出限制非耦联[1~3][4~9]了大量的研究，各国规范对扭转效应都有明平扭周期比，使结构具有必要的扭转刚度来控制扭确的规定。文献[10]通过研究结构平扭耦联振动产转效应。对于实际结构，除规则对称的结构外，难生的动力放大作

8、用，发现非耦联的扭转周期和平动以确定结构的非耦联周期比，非耦联周期比不能作———————————————收稿日期：2005-11-01修改日期：2006-04-07基金项目：广东省自然科学基金资助项目(020965)作者简介：蔡健(1959)，男，广东人，教授，博士，从事组合结构理论和高层建筑结构研究(E-mail:cvjcai@scut.edu.cn)；*潘东辉(1974)，男，广东人，博士生，从事高层建筑结构