高层建筑结构的扭转反应控制研究.pdf

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1、垫!鱼垒篁鱼塑!叁篁!!!塑!鋈亘壅塾=窒篁皇垫型：堡堇高层建筑结构的扭转反应控制研究一朱海燕●广东省环境保护工程研究设计院，广东广州510635摘要：对于高层建筑来说，扭转反应是一种比较多发的震害诱因，所以，在设计建筑结构的过程中，需要重点对扭转反应进行控制，通过对建筑结构的科学调整，实现控制结构扭转效应，提升建筑的稳定性。本文主要以建筑结构发生扭转反应的原因为研究基点，从抗侧刚度、框架结构、周期比、位移比、抗震墙等几个方面研究控制扭转反应的主要途径，并且对单塔楼和多塔楼中扭转反应控制问题展开了探讨。

2、关键词：高层建筑结构扭转反应控制在当前常见的建筑震害中，扭转反应是最主要的诱因，近年来，我国相关领域也一直在研究对扭转反应进行有效控制的方法，在《高规》中，也存在控制扭转反应的相关规定。在实际工程中，很多控制途径都起到了非常良好的控制作用，在很大程度上降低了结构的扭转效应。1建筑结构扭转的原因高层建筑结构之所以会发生扭转反应，其原因包括内因与外因两部分：内因主要指的是高层建筑自身存在结构设计问题，一般情况下，建筑结构在设计过程中，需要确保刚心与质心都控制在轴线左右，尽可能不离轴线太远，与此同时，还需要设

3、计抗震墙，并降低建筑地面的扭转承重，从而避免扭转反应的发生。但一些建筑在设计过程中，可能会出现刚心与质心的偏离，对偏心后果考虑的不够充分，这便会导致高层建筑出现扭转效应⋯。外因主要指的是外力干扰，抗震性是对建筑质量进行衡量的一个主要指标，如果建筑的抗震性较低，一旦发生地震，整栋建筑的震动会非常大，建筑在震动过程中所产生的动能也无法快速传递到地面中。另外，发生地震时不仅对导致建筑物震动，还会造成整个楼体的扭转，如果建筑没有较强的抗侧刚度，就很容易会发生楼体断裂或坍塌，因此，地震是造成建筑产生扭转反应的主要

4、外因。2扭转控制的途径根据《高规》，控制建筑扭转反应的途径包括以下几种。2．1改变建筑结构的抗侧刚度在准确控制建筑结构刚心与质心的前提下，调整抗侧与抗扭两种刚度之间的比例，调整抗侧刚度能够改变抗扭刚度，进而提升建筑结构的整体抗扭性能。普遍上讲，对建筑结构抗扭刚度的调整，主要依托于位移角，如果建筑的位移角合格，但抗侧刚度没有满足要求，那么就需要提升抗侧刚度；如果建筑的抗侧刚度合格，但位移角没有满足要求，那么就需要降低抗侧刚度，保证两者之间处于平衡状态拉J。2．2运用框架结构来提升刚度在很多建筑的结构设计中

5、，会有一些结构相对比较狭长，针对这种结构，可以通过脱开结构伸缩缝的方式来控制扭转反应。如果条件不允许，还可以运用提升端部开间抗侧刚度的方式，来降低扭转反应的发生率，如扩大边框架结构、提高框架梁高度等。另外，还可以通过增加框架跨数提升整个建筑结构的线刚度，以提升建筑的抗扭刚度。2．3控制周期比所谓周期比，主要指的是建筑结构中，两种振型周期之比，对该参数进行控制的方式有两种：其一，非耦连周期比，其主要适用于结构布置均匀的高层建筑，该参数会影响到建筑的质量与刚度，建筑抗扭与抗侧两种刚度，也可以通过该参数表现出

6、来，周期比的数值与建筑抗扭强度呈现出负相关关系，也就是说，前者较小，后者较大；前者较大，后者较小[3]。所以，对周期比进行控制，就能够控制建筑的扭转反应。其二，耦连周期比，其主要适用于结构布置不均匀的高层建筑，这类建筑的刚心与质心不在一条中心轴上，虽然其也能够将建筑的抗侧刚度反映出来，但周期比无法计算，因此，想要对这类建筑的扭转反应进行控制，就需要控制其耦连周期。2．4控制位移比所谓位移比，反映的是整体建筑中，每一层的扭转程度，主要指的是建筑结构中，位移和层问位移之比。如果一个高层建筑中，同一楼层两端的

7、相关参数不一致，在发生地震的过程中，就很容易产生扭转反应，因此，对位移比进行控制，也是降低扭转反应发生率的一个主要途径。在实际工程中，如果建筑的结构相对规整，而且没有出现偏心现象，位移比没有问题，但周期比不满足要求，那么就说明建筑的结构布置不合理，可能是刚度分布问题，也可能是抗扭刚度问题，需要重新对建筑结构进行调整；如果建筑的位移比和周期比都没有问题，但结构不规整，而且存在偏心现象，那么就说明建筑已经存在扭转反应，需要通过对位移比的调整来提升建筑的抗扭刚度。对于一般的高层建筑来说，地层的位移比需要控制在

8、1．5—1．8之间，上层的位移比需要控制1．4～1．5之间。2．5合理布置抗震墙抗震墙的布置需要以建筑的施工方案为基础，在不影响整体施工效果的基础上，可以在建筑外体加设钢筋水泥墙，以提升建筑对地震的抵抗能力，抗震墙的设置能够有效增强建筑的抗侧力，对降低扭转反应上的作用也不容小觑。在布置抗震墙的过程中，要确保其连续性与均匀性，建筑层数越高，抗震墙的刚度也需要随之降低，只有这样，才能够有效控制高层建筑的扭转反应，提升建筑的稳定性。另外，在布置抗