试论建筑结构中的抗扭设计

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1、试论建筑结构中的抗扭设计摘要:文章详细阐述了建筑结构中的扭转类型，金而分析了建筑结构屮扭传问题产生的原因，进一步针对存在的问题提出完善建筑结构中抗扭设计的措施。关键词:建筑结构扭转类型抗扭设计措施随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们更加注重建筑的美观，复杂体型的建筑越来越多，对建筑结构设计也提出了更高的要求。现在大部分建筑物由于建筑功能和立而效果的需要，往往形成结构规范所规定的不规则建筑，为了捉高建筑物的抗扭能力，在这方面提出了很多定性、定量的要求，是控制结构扭转效应的重要指标;其控制的是侧向刚度与扭转刚度

2、的相对关系,它的廿的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大的扭转效应。也就是说,周期比不是要求结构足够结实，而是要求结构承载布局合理。一、建筑结构的扭转类型在建筑结构中，结构处于受扭的情况是不少的，但是处于扭转单独作用下的情况则不多,大多都是复合受扭。过去在结构设计中，曲于采用现浇钢筋混凝土结构,或截面尺寸较大的预制板构件,相当于弯矩、轴向力和剪力而言，扭转属于次要因素，往往可忽略其影响或者采用保守的计算和构造措施来处理。随着高强材料的发展，在各种工程结构屮广泛采用钢筋混凝土和预应力混凝土薄壁

3、构件，结构跨度也不断扩大，以及抗震要求的提高,都使扭转的作用突出起來。因为结构的受扭情况极为复杂，分清结构的受扭的性质是构件抗扭设计的关键。试验研究说明，根据扭矩形成的原因，结构的扭转可以分为以下两种类型：1、平衡性扭转在结构屮,由于平衡条件引起的扭转成为平衡扭传。例如支撑悬臂板的梁，由悬臂板荷载产生的外扭矩作用下，梁内不会发生内力重分布，梁的设计扭矩不能减小。因此在设计中必须用梁的抗扭能力來平衡外界作用的全部扭矩。2、协调性扭转在结构中，由于相邻构件的弯曲转动受到支撑构件扭转刚度提供的约束，而在支撑构件屮引起的扭

4、转称为协调扭转。例如楼而梁支撑点的弯曲转动，使边梁受扭即属于协调扭转。边梁的设计扭矩是由支撑点的扭住变形协调条件确定的，不是为了平衡外界作用的扭矩。根据构件的受扭特性，扭转可以分为以下二种类型:3、任意扭转当构件在扭矩作用下，各横截面不受约束影响，可以自由翘曲而产生相同的翘曲变形，纵向纤维没有伸长或缩短，因而横截而上没冇正应力，只要剪应力时，这种扭转称为任意扭转。4、约束扭转构件在扭矩作用下，如果杆端横截面受到约朿不能自由翘曲，或者各横截面的翘曲程度彼此不同，则纵向纤维产牛线应变，因而横截面上除有剪应力外还有正应力

5、，这种扭转称为约束扭转。二、建筑结构中扭转问题产生的原因人们物质文化生活的丰富,随着也对建筑功能和形式的要求越來越多样。建筑师为了迎合人们的这种需求，越来越倾向于设计出平面和立面都很复杂的建筑,在高层住宅建筑中，因考虑到多用户型，采光通风及住户私密性的要求，大量采用风车形、井字形联体结构的平而布置，其至将这两种结构布置组合在一起形成哑铃状的平面结构布置方案。风车形这类建筑平面有较大的外伸长度，剪力墙主耍集中在中间的楼、电梯间部位，各个单元之间连接部分开洞较多，联系较薄弱;哑铃状这类建筑平面通常长宽比较大，结构的质量

6、集屮在两端且由于偶然偏心很大，对结构的受力很不利。三、建筑结构扭转设计的完善措施1、建筑结构的预先布置⑴控制结构的高宽比高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要矛盾，而且随着高度增加，倾覆力矩也将迅速增尢因此,建造宽度很小的建筑物是不合适的。一般应将结构的高宽比控制在5〜6以下,当设防烈度在8度以上时，高宽比限制应更严格一些。(2)结构的平面布置当建筑物长度较大时,在风力作用下，也会出现因风力不均匀及风向紊乱变化而引起的结构扭转、楼板平面挠曲等现象。为了避免楼板变形带来的复杂受力情况，建筑物长度应加以限制。当设

7、防烈度为6度和7度吋，长宽比不宜超过6;当设防烈度等于或大于8度时，长宽比不宜超过5。无论是板3.1水性化由于溶剂型涂料对环境和人类健康危害都很尢因此,世界各国都十分重视发展水性建筑涂料，并制订冇关法规,严格限制建筑涂料中VOCs(冇机挥发物质)的含量。使用溶剂型建筑涂料的比例越来越小，取而代之的是水性建筑涂料。由于水性建筑涂料具有技术先进、工艺简洁、低能耗、低排放、安全无毒等优点。建筑涂料水性化就成了未来建筑涂料发展的必然方向，冇着非常广阔的发展前景。2.提高建筑结构中抗扭设计的技术水平⑴高层建筑宜调整平面形状和

8、结构布置，避免结构平面不规则;当建筑物平面形状复杂而乂无法调整其平面形状和结构布置，使之成为较规则的结构时，可设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。(2)在规则平面中，如结构刚度不对称，仍会产生扭转，所以，在布置抗侧力结构时，应尽量均衡地布置抗侧力构件，使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，避免过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。(3)如计算出的周期比