浅谈高层建筑抗扭设计

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1、浅谈高层建筑抗扭设计摘耍：木文主耍论述了建筑结构中引起结构扭转的性质、因素和扭转设计控制方法及措施四个方面，供大家参考借鉴。关键词：高层建筑；抗扭设计Abstract:Thisarticlemainlydiscussesthetorsionnature,factorsandreversedesignandcontrolmeasuresthesefourrespectsinthearchitecturestructure,foryourreference・Keywords:high-risebuilding;torsionresistancedesign中图分类号:TU7文献标识码：A文章

2、编号:2095-2104(2012)扭转效应是建筑遭受震害的重要因素Z—，建筑设计工作者在对高层建筑进行结构设计时，一定要充分重视建筑结构的扭转问题，熟悉结构扭转产生的原因，了解结构扭转的性质，并掌握扭转的理论和计算方法。最关键的还是要充分考虑各方面的影响因素，做好计算和校核工作，根据建筑的具体特点，针对薄弱点，做好建筑结构的抗扭设计措施，使高层建筑能经得起地震的考验，保障人民的生命财产安全。1高层建筑结构扭转的性质高层建筑结构在地震荷载作用发生扭转破坏时，会加大建筑抗推刚度较弱的一侧的位移，并使其剪力增加，破坏程度加重。如果平面的刚度不均匀，一端刚度很大，另一端只有刚度很小的柱子，地震

3、荷载作用下发生扭转，导致没有剪力墙的一端柱子塌落而使楼板也跟着塌下。若每个结构单元两端之问的质量和刚度相差悬殊，也会在地震作用下产生扭转，造成钢筋混凝土柱出现交叉裂缝。如果建筑的每层平面布置不尽相同，有些柱子上、下错位或形状和长边方向改变，这样可能造成地震时底层柱折断而导致上层整体塌落。当结构平面形状不规则时，产生破坏时交叉斜裂缝的宽度可达100伽。对单一受扭构件的破坏的研究表明，少筋及超筋构件以脆性形式破坏，而且破坏是突发性的，没有明显塑性变形，而适筋受扭构件以延性形式破坏，破坏具有明显的塑性变形过程。但对于整体结构发生扭转破坏來讲，破坏是具有突发性的，塑性变形量较小，属脆性破坏范畴。

4、2引起结构扭转的因素2.1建筑结构扭转振动原因2.1.1外来干扰地震时地面质量间具有运动的差别性，使地面不仅产生平动分量，同时也产生转动分量，正是后者迫使结构产生了扭转。但由于地震观测的工作条件复杂，使得扭转分量的相关理论和计算方法还不成熟，一些实际技术工作也没能得到解决，所以日前的抗震规范都没有考虑地震扭转分量的计算。但我国规范中考虑了其影响：当不对规则结构进行扭转耦联计算时，应将平行于地震作用方向的两个边棉的地震作用效应乘以一个适当的增大系数，通常短边可取1.15,长边可取1.05,若扭转刚度较小，则增大系数不宜小于1.3。2.1.2建筑结构本身因素当建筑结构的刚度中心没冇与质量屮心

5、重合时，会导致地震作用下结构的扭转振动。就算各层的刚心与质心重合，但建筑整体的质心不在同一轴线上，也会受到地面运动的扭转分量、活荷载的偏心及其他复杂因素的影响，也会引起结构的扭转振动。造成扭转破坏的一个重要原因是平面刚度是否均匀，而剪力墙的布置是影响刚度是否均匀的主要因素。2.2建筑结构的平面和立面布置2.2.1平面布置地震区的高层建筑，最好采用圆形、方形或矩形平面，椭圆形、扇形、止六边形、正八边形也可以采用。虽然三角形平面看起來也比较简单和対称，但它并非沿主轴方向都对称，地震时也易产生较强的扭转振动，所以地震区高层建筑的现状尽量避免采用三角形。此外，带有较长翼缘的L形、U形、H形、T形

6、、十字形、Y形平面也不宜采用，因为此类平面在地震时容易发生差异侧移而使震害加重。2.2.2立面布置地震区高层建筑的立面也尽量采用矩形和梯形等均匀的几何形状，不宜采用带冇突然变化的立面形状，因为形状突变会引起质量和刚度的剧烈变化，致使该突变部位在地震时因塑性变形集中效应而加重破坏。在地震区尤其不宜出现倒梯形建筑和大底盘建筑，但这两种建筑形式是比较流行的。倒梯形建筑虽然建筑风格比较时尚，但其在质量、刚度和强度分布上均不符合抗震设计原则，它的上部质量大而下部质量小，使得重心偏高,增加了倾覆力矩；上部刚度大而下部刚度小，相对增大了底层的薄弱程度。许多大底盘高层建筑，在低层裙房与高层主楼相连处容易

7、引起刚度突变，使主楼底部楼层变成相对柔弱的楼层，容易在地震中因塑性变形集中效应而导致严重破坏。3高层建筑结构扭转设计控制方法及措施引发高层建筑结构的扭转振动的因索众多，包括地面的运动、建筑物质量和刚度分布的不均匀、计算分析的误差以及抗扭构件的脆性破坏等，这些使得扭转振动在所难免。在设计中应尽量改善结构扭转效应，并在构造上采取一定措施来减小扭转。3.1改善扭转效应总的來说，就是要做到削弱中间、加强周边。具体可从以下几个方面来改善扭转效