高层建筑结构设计扭转反应控制措施论文
摘要：高层建筑结构常常会发生扭转反应，由此而产生震害影响，因此需要合理调整结构、改善扭转振动性能，以提高高层建筑结构对扭转转动的抵抗能力。本文分析了建筑结构的扭转原因，并提出了在高层建筑结构设计中如何做好扭转反应控制措施。
关键词：建筑结构；扭转效应；高层建筑
中图分类号：TU355文献标志码：A文章编号：1006-6012（2015）11-0153-01
1建筑结构扭转原因分析
1.1外力干扰
一般来讲，衡量一个建筑物的质量如何，抗震性是重要的指标之一。抗震性比较差的建筑物在地震发生时，整栋楼都会发生剧烈震动，动能传递速度较慢，地面的平动分量也不足。建筑物在振动的同时，楼体会发生扭转效应，若是楼体抗侧刚度差、抗扭转性差的话，会导致楼体发生断裂、甚至坍塌的可能。所以说，地震是导致建筑发生扭转效应重要原因之一。
1.2建筑本身结构问题
如果建筑物的结构设计不合理，比如刚度中心和质量中心发生偏离，这个情况下，建筑也会存在扭转反应。按照正常建筑结构来讲，建筑物刚心和质心是必须在一定的轴线范围之内的，并减少地面扭转分量，而且要做好剪刀墙的结构形式。有些建筑物，在计算抗震作用时没有考虑偏心的影响作用，或是存在结构布置不匀称情况，这些都会产生扭转效应。
2高层建筑结构设计扭转反应控制措施
2.1加强或削弱结构抗侧刚度
在偏心率得到控制的情况下，对结构抗扭刚度和抗侧刚度的比例关系进行调节，加强楼层的抗扭刚度，从而使结构抗扭的综合能力得到增强，满足周期比要求。所谓的加强抗侧刚度是相对于位移角的规范限制而言的，如果高层建筑整体抗侧刚度还达不到要求，但位移角刚已经达到要求，这时候就需要加强抗侧刚度；如果整体结构的抗侧刚度已经达到要求，但位移角刚还是小于常规的限值，就要适度削弱结构抗侧刚度，以达到平衡状态。
2.2小高层采用框架结构
在结构设计中可能会存在比较狭长的结构，一般可以采用尽可能将其伸缩缝脱开的方法。但是在条件不允许的情况下，可以采用将端部开间抗侧刚度加强的方法来控制扭转反应。具体的做法是将边框架的结构断面增大，延长框架梁的高度。如果在建筑施工条件允许的情况下，可以采用增加框架的跨数的方法来加强梁的线刚度，从而达到增强结构抗扭转的刚度。
2.3周期比控制
周期比，指的是以扭转为主的固有结构的振型周期和平均振型的周期的比值，周期比控制有两种情况。一种是结构布置相对比较均匀对称的建筑结构，是非耦连和非耦连的周期比值，非耦连周期比与建筑质量和刚度关系密切，通过周期比就能了解到抗扭刚度与抗侧刚度的关系，周期比小泽则说明建筑结构的抗扭刚度较强；周期比较大，则说明建筑物抗扭强度较弱。因此，通过控制周期比就可以控制建筑物的抗扭反应。另一种情况是耦连周期比，它是针对布置不匀称，钢心和质心不重合的建筑结构而言的，它跟非耦连周期比一样，也是反映抗侧刚度和扭曲刚度关系的，但没法计算非耦连周期比，所以只能通过控制耦连周期比来控制扭转反应。
2.4位移比控制
位移比值是反映每层楼扭转程度的一个参数，指的是每楼层的最大位移、最大层间位移与该楼层平均位移和平均层间位移的.比值。当建筑物楼层两端不均匀时，地震产生的影响会令其发生扭转，所以必须要控制好位移比。一般情况下来讲，如果建筑结构偏心小、布置规整，位移比较容易符合要求，但周期比不符合，这就说明结构布置出了问题，要么抗扭刚度不足，要么刚度分布不均匀，需要调整结构布置；如果建筑结构偏心大，但结构布置不规整，位移比满足要求、周期比也满足要求，这就说明结构不规则导致扭转效应的存在，这就要求调整位移比来提供强大的抗扭刚度。一般来讲，高层建筑底部楼层的位移比可以控制在1.5以内，个别可以1.6，但不可以超过1.8，而高层建筑上面各楼层位移比应控制1.4～1.5之间。
2.5布置抗震墙
在不违背建筑方案的前提下，要在建筑物的外体上布置能够起到抗震作用的钢筋水泥墙，钢筋水泥抗震墙作为抗侧力结构构件，在抵抗扭转反应力方面有着重要作用。钢筋水泥抗震墙的布置要均匀、连续，而且要顺着建筑物高度方向走，墙体刚度随建筑物层数增高而逐渐减小，只有按照上述要求来布置抗震墙，才能真正起到抵抗扭转反应，避免结构体出现薄弱部位。
2.6设置连梁
在建筑物外围抗震墙开设洞口时，要在洞口顶部设置连梁，连梁的配筋率要足够够，并且连梁的截面高度要与建筑外围洞口高度相适应。采取这种措施，可以保证连梁跟抗震墙连在一起，从而增强建筑结构整体的抗扭转刚度。
3结束语
建筑物抗侧刚度，特别是抗扭刚度是高层建筑结构设计最重要的问题。建筑物建筑抗侧刚度不足，在地震发生时就会产生严重的扭转效应，危害到建筑的安全性。因此，在采取控制扭转反应措施时，要充分考虑偏心对建筑物的影响，如果建筑物质量和刚度不匀称时还需要计算水平地震对扭转的营销，并通过控制周期比、位移比、增强或削弱抗侧刚度、布置抗震墙、采用框架结构等措施来达到控制扭转效应的目的。
参考文献：
[1]潘东辉.高层建筑结构振动效应控制研究[J].工程力学,2011,(12):25.
[2]蔡俊杰.高层建筑结构扭转效应控制参数讨论[J].广东土木与建筑,2013,(08):18.
[3]李忠献.建筑结构扭转地震反应分析及抗扭设计方法研究[J].建筑结构,2012,(03):15.
【高层建筑结构设计扭转反应控制措施论文】相关文章：
7.象棋怎样扭转局面