结构扭转效应的控制和调整方法

3。结构扭转效应的控制和调整方法3.1。扭转刚度对结构扭转的影响3.2。刚度偏心对结构扭转的影响3.3。结构扭转的控制3.1。扭转刚度对结构扭转的影响)扭转（刚度）振型对结构一定产生作用于结构相应的地震扭矩。)地震扭转效应可以用结构楼层的位移比来体现其效果。)扭转周期靠前，并不等于结构的扭转效应大。)结构的扭转周期出现的位置，反映了结构扭转刚度与平移刚度之间的关系。)可以通过调整结构布置，来改善扭转刚度偏小、扭转周期偏大的问题。16层框剪结构的扭转周期点式建筑扭转刚度偏小第1周期为扭转周期扭转振型产生的扭矩位移比较小扭转刚度小并不意味位移比大15层狭长结构狭长建筑扭转刚度偏小，容易产生左右摇摆的扭转振动周期比（Tt/T1）较大位移比X向较小、Y向较大造成Y向位移比较大3.2。刚度偏心对结构扭转的影响)结构的刚度中心是一个较为复杂的问题，每层可以有不同的刚度中心，在设计中，虽然每层的刚度中心与质量中心差异不大，但是层之间的刚度偏心也会产生较大的扭转效应。如上下结构平面有内收、悬挑等，这都会造成上下刚度偏心，从而对结构产生较大的扭转效应。)同样刚度偏心产生的扭转效应，也可以用结构楼层的位移比来体现其效果。)通过调整结构布置，可以调整刚度偏心的程度，从而减少结构的扭转效应。错层结构造成较严重的刚度偏心错层及楼板不连续的结构将产生较大的刚度偏心第2层第4层立面错层部位楼层的位移比增大结构顶部内收造成刚度偏心，位移比增大第12层顶层位移比顶部增大——X向位移比顶部增大——Y向3.3。结构扭转的控制)结构的扭转效应与结构平面不规则性密切相关。平面不规则主要分为：)扭转不规则。)凹凸不规则。)楼板局部不连续。)其中“凹凸不规则”和“楼板局部不连续”都可以通过调整结构布置来改善。在抗震规范、高规中也有明确的判别条件，比较容易掌握。一般平面凹凸不规则的处理设防震缝设防震缝一般平面楼板不连续的处理)整体结构采用“弹性楼板”的计算模型。)设计时取“质量偶然偏心”和“双向地震组合”的大值。)在高烈度区，应使楼板始终处在弹性工作状态。以确保剩余的楼板在大震下能有效地、可靠地传递所受到的地震作用效应。)在高烈度区，对楼板不连续处的薄弱部位，应满足小震、中震下的位移及承载力控制要求。)对弱连系部位的结构，设计时应考虑两端主体结构变形差的影响，应放大弱连接结构的设计效应。)加强抗震延性构造措施：抗震等级、楼板加强、边缘构件加强。)扭转不规则：通过“强制刚性楼板”假定，可以正确地得到结构各楼层的“最大位移Umax”、“最小位移Umin”和“平均位移U”。)其中：平均位移U=(Umax+Umin)/2)当位移比（Uamx/U）增大并趋向于2时，由下图可见Umax/Umin的比值将急剧增大，并呈发散状态，整个结构变形、受力不均匀性也急剧增大，结构很容易在地震作用下被“一点突破”而引发连续破坏，结构抗震性能呈急速下降趋势。位移比变化图Umax/UUmax/Umin1.52.01.00510152025303540451.8扭转控制原则1)扭转不规则特性1：扭转变形指标的分析)判别结构扭转不规则的扭转变形，是质量、刚度、平面分布确定后结构固有特征。)控制结构扭转变形的实质是，控制结构扭转变形要小于结构平动变形，控制地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振效应，避免结构扭转破坏。)在计算“位移比”时，应考虑“强制刚性楼板”和“质量偶然偏心”。)当位移比大于1.2时，说明结构质量和刚度分布已处于明显不对称状态，此时应计入“双向地震组合”的影响。扭转控制原则2)扭转不规则特性2：扭转周期指标的分析)结构扭转振型及周期是其扭转刚度、扭转惯量分布大小的综合反映。)任何情况下，当扭转振型趋向于结构第一振型时，说明结构扭转刚度小、转动惯量大，扭转振型成为主振型，对结构抗震抗风均不利，都是不允许的。)在计算“周期比”时，应考虑“强制刚性楼板”以过滤结构的局部振动。反之，如结构产生较大的局部振动，说明结构刚度、质量分布不合理，产生局部薄弱部位。)周期比应严格满足规范要求。转换层结构的调整——转换层3层第4层——加强层上部标准层考虑质量偶然偏心——位移比位移偏大第10层的内力偶然偏心作用下的地震内力的对比此时，设计时应选择“双向地震组合”，此时第10层的内力双向地震组合下的地震内力17层不等高嵌固的框架结构——标准层第1层上大下小造成刚度突变周期——周期比0.86，满足规范要求位移——位移比大于1.5不满足规范要求调整后的结构标准层平面——在周边增加有限的剪力墙，结构按框剪设计计算周期计算位移——满足规范要求扭转控制方法总结)当结构扭转效应（位移比、周期比）较大，甚至不满足规范要求时，一般只有调整结构的布置，有时还可能会改变结构类型。如增加剪力墙、异形柱等等。)当结构扭转效应超限，但是仍要按超限方案设计时，应增加抗震措施和延性措施，即：增加结构的承载能力、提高结构变形的延性、对局部薄弱部位进行加强等等。)扭转较大的结构，在设计中应考虑“双向地震组合”以提高结构的承载能力。