不規(guī)則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)指標(biāo)調(diào)整初探

胡冰（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

?

不規(guī)則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)指標(biāo)調(diào)整初探

胡冰
（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

摘 要通過對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的研究，結(jié)合工程實(shí)例總結(jié)對(duì)SATWE結(jié)果分析過程中有關(guān)結(jié)構(gòu)平動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)周期、周期比的有效調(diào)整方法，對(duì)今后設(shè)計(jì)過程中遇到類似問題可以作為參考。

關(guān)鍵詞不規(guī)則結(jié)構(gòu)；平動(dòng)周期；扭轉(zhuǎn)周期；周期比

目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用最廣泛的結(jié)構(gòu)分析軟件是PKPM，作為結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該熟悉并了解其特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)善于運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)其進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整。

一般情況下，采用結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、對(duì)稱、剛度均勻的結(jié)構(gòu)體系，能夠減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，然而由于某些因素，建筑結(jié)構(gòu)并不能夠做到完全規(guī)則，會(huì)增加對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)指標(biāo)調(diào)整的難度。國標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）中，給出了有關(guān)結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)的量化指標(biāo)，當(dāng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)需要調(diào)整模型參數(shù)，使之符合規(guī)范要求。本文基于規(guī)范，通過工程實(shí)例，對(duì)SATWE后處理分析環(huán)節(jié)中有關(guān)結(jié)構(gòu)的平動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)周期、周期比超限的調(diào)整提出一些建議。

1 工程概述

某醫(yī)藥項(xiàng)目辦公樓，層高24.2 m，呈L型布置。長30 m，寬18 m，總共7層，屬于A級(jí)高度的高層建筑。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.4.3（3）中，l /Bmax< 0.35，符合規(guī)范[1]對(duì)結(jié)構(gòu)不規(guī)則的限定?？蚣芸拐鸬燃?jí)為二級(jí)，地震加速度為0.10 g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，抗震設(shè)防烈度為7度。初定框架柱尺寸500×500，框架梁尺寸350×500，參見圖 1。

根據(jù)上游專業(yè)條件要求，在D~F軸有幾個(gè)樓層將設(shè)置資料室、閱覽室，因此需將此區(qū)域（以下簡稱A區(qū)域）的活荷載設(shè)為5 kN/m2，其他區(qū)域活荷載按規(guī)范[2]活荷載取值2 kN/ m2（本算例為表達(dá)簡明將樓梯、電梯井等結(jié)構(gòu)去除）。

圖1 辦公樓平面Fig. 1 Office building plan

在建模時(shí)采用剛性樓板假定。將模型輸入后，在周期、地震力與振型輸出文件WZQ.OUT文件中，查得數(shù)據(jù)見表1。

表1 初始結(jié)構(gòu)振型周期Tab.1 Original free vibration mode

根據(jù)平動(dòng)系數(shù)可以看出，第一振型和第二振型平動(dòng)系數(shù)均大于0.5，屬于平動(dòng)周期，而第三振型的扭轉(zhuǎn)系數(shù)為0.94 > 0.50，且周期相對(duì)于后續(xù)振型較長，判定其為第一扭轉(zhuǎn)周期。因此前三振型號(hào)可以代表本結(jié)構(gòu)的基本振型周期，后文將僅羅列前三振型。

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)考慮減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)程度。周期比，即結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.85。

將第一扭轉(zhuǎn)周期（振型號(hào)3）除以第一平動(dòng)周期（振型號(hào)1），得到Tt/ T1= 1.305 1/1.442 6 = 0.904 6，大于A級(jí)高層的標(biāo)準(zhǔn)0.9，不滿足規(guī)范要求?？梢耘袛嗍怯捎诮Y(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)周期比不符合規(guī)范要求。

在周期比不滿足規(guī)范要求的情況下，可以在SATWE圖形結(jié)果中查看結(jié)構(gòu)整體空間振動(dòng)圖，通過觀察三維的振型動(dòng)畫可以了解整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)形態(tài)，判斷其是否在某處有薄弱處以及不合理的布置。通過查看第一、第二、第三振型的整體振型圖，可以看到除第一振型在平動(dòng)的過程中稍微摻雜了一些扭轉(zhuǎn)，但不是很明顯，正好對(duì)應(yīng)了第一振型的扭轉(zhuǎn)系數(shù)偏大的情況。第二個(gè)振型主要為平動(dòng)振型，第三振型為扭轉(zhuǎn)振型。初判斷其是由于平面荷載不規(guī)則引起的，樓層大部分區(qū)域均為2 kN/ m2，唯獨(dú)在A區(qū)域有幾層活動(dòng)荷載為5 kN / m2，顯得有些失衡。

1.1 問題簡述

通過以前設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)判斷，如果能夠?qū)⑦@部分荷載改小或者移動(dòng)至結(jié)構(gòu)中心，則荷載在平面中將更加均勻，對(duì)結(jié)構(gòu)有利，使層間位移比與周期比都可以降低。由于在設(shè)計(jì)的初期，通過與上游專業(yè)討論后，得知其原本預(yù)留資料室的活荷載其實(shí)并不需要規(guī)范上規(guī)定的那么大，僅有少量書架供閱覽使用。因此按照荷載規(guī)范將荷載改小至2.5 kN/m2。

在模型中重新修改活荷載后，經(jīng)過計(jì)算分析，重新查看振型輸出文件WZQ.OUT，查得前三組數(shù)據(jù)如表2。

表2 調(diào)整后結(jié)構(gòu)前三振型周期Tab. 2 Adjusted free vibration mode

分析結(jié)果與之前預(yù)想的不同，第一振型的周期減小而第三振型的周期增大，導(dǎo)致周期比Tt/ T1= 1.311 6 / 1.4289 = 0.917，反而增大了。經(jīng)過校對(duì)輸入荷載以及模型設(shè)置的選項(xiàng)后均沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。因此需要查找其增大的原因并進(jìn)行分析，從中找到對(duì)結(jié)構(gòu)周期比影響的關(guān)鍵因素，才能對(duì)調(diào)整有直接的幫助。

2 計(jì)算結(jié)果的分析

2.1 扭轉(zhuǎn)的原因及其危害

分析扭轉(zhuǎn)的原因首先需要了解扭轉(zhuǎn)的概念。根據(jù)力學(xué)理論，外力偶矩導(dǎo)致構(gòu)件中任意兩個(gè)與該力偶矩平行的橫截面之間存在一定的扭角，即為扭轉(zhuǎn)。外力偶矩越大則扭角越大，超過構(gòu)件承載極限發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，表現(xiàn)為受彎或受剪破壞。

在圖2中可以看到，側(cè)向振型（平動(dòng)）時(shí)結(jié)構(gòu)平面中所有質(zhì)點(diǎn)的位移都基本相同的，朝x方向或者y方向分別振動(dòng)。見圖2中的振型1和振型2。而扭轉(zhuǎn)振型則是整個(gè)結(jié)構(gòu)繞著一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，離結(jié)構(gòu)中心越遠(yuǎn)的構(gòu)件，其移動(dòng)的幅度越大，這是扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。因此扭轉(zhuǎn)振動(dòng)帶給結(jié)構(gòu)的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于側(cè)向振動(dòng)，特別是結(jié)構(gòu)的周邊部分，相對(duì)于結(jié)構(gòu)中心的位移要大很多，見圖2中的振型3。

圖2 結(jié)構(gòu)整體空間振動(dòng)（振型1，振型2，振型3）Fig. 2 Free vibration modes （mode1 ，mode 2 ，mode 3）

根據(jù)SATWE軟件對(duì)扭轉(zhuǎn)系數(shù)的描述，扭轉(zhuǎn)系數(shù)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)控制參數(shù)。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)時(shí)，一個(gè)振型的反應(yīng)能量可以拆分為側(cè)振能量與扭振能量，扭轉(zhuǎn)系數(shù)定義為扭振能量和總反應(yīng)能量的比值。

對(duì)于需要控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，都是通過控制周期比來限定的，查看以結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期（即第3振型）與以平動(dòng)為主的第一周期（即第1振型）之比，就是之前敘述在規(guī)范中要求限定的比值。要判斷第一平動(dòng)周期就是看扭轉(zhuǎn)系數(shù)最小的振型周期，判斷第一扭轉(zhuǎn)周期即是扭轉(zhuǎn)系數(shù)最大的振型周期。平動(dòng)系數(shù)與扭轉(zhuǎn)系數(shù)之和為1。

圖3 質(zhì)量中心Fig. 3 Example of the gravity center

圖4 剛度中心Fig. 4 Example of the rigidity center

扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心與剛度中心不重合，對(duì)于地震荷載而言，質(zhì)量中心是指等效地震作用合力點(diǎn)，即慣性力的合力作用點(diǎn)，它與質(zhì)量分布有關(guān)，結(jié)構(gòu)質(zhì)量越大慣性力也越大。以下簡稱質(zhì)心，參見圖3。

剛度中心是指所有結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的中心，抗側(cè)移剛度是指抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元在單位層間位移下所需要的剪力值。剛度中心簡稱剛心，參見圖4。

通過查看振型號(hào)3的第三自振周期圖，可以看到框架的各豎向構(gòu)件的水平方向位移不是沿x方向或y方向完全相等，而是以剛度中心為中心，各個(gè)構(gòu)件距離該中心越遠(yuǎn)，其水平方向位移越大，同時(shí)附加扭轉(zhuǎn)作用也越大。

當(dāng)質(zhì)心與剛心不重合時(shí)，慣性力作用于質(zhì)心，與質(zhì)心剛心距離乘積形成扭矩，造成結(jié)構(gòu)同層位移分布不均。結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心的不重合往往是由于結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱或不規(guī)則引起的，引起不規(guī)則結(jié)構(gòu)的偶然偏心因素很多，比如荷載分布的不均勻，構(gòu)件強(qiáng)度分布不均勻。

2.2 扭轉(zhuǎn)指標(biāo)的理論推導(dǎo)

通過對(duì)平面的剛性假定，可以推算出結(jié)構(gòu)平面繞剛心的扭轉(zhuǎn)剛度。

假設(shè)構(gòu)件i在x方向和y方向的抗側(cè)移剛度分別為kxi、kyi，并假定樓板是完全剛性的，結(jié)構(gòu)的全部質(zhì)量m都集中在樓板上，則該結(jié)構(gòu)的質(zhì)心坐標(biāo)xm、ym分別為：

ρ 為樓板的面密度，為坐標(biāo)x和y的函數(shù)，A是樓板面積。

樓板繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iθ為

結(jié)構(gòu)的剛心坐標(biāo)xk、yk分別為：

xi、yi分別為框架柱截面中心點(diǎn)坐標(biāo)。

結(jié)構(gòu)繞剛心的扭轉(zhuǎn)剛度kt為：

其中kx、ky分別為結(jié)構(gòu)x，y方向總抗側(cè)移剛度。

為了了解結(jié)構(gòu)周期比與結(jié)構(gòu)質(zhì)心、剛心偏離量的關(guān)系，以及側(cè)向剛度對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期的關(guān)系，可以通過建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程[3]推導(dǎo)周期比，可以通過以下公式表示為：

式中 ω—結(jié)構(gòu)自振圓頻率 ；

ey—表示結(jié)構(gòu)質(zhì)量偏心率。從式（6）可以得到，在某些情況下，當(dāng)增大ey，即增大結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛心偏離量，能夠減小周期比。同理，增大抗側(cè)移剛度也可以減小周期比。也就是說質(zhì)心、剛心偏離量以及結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度與周期比成反比，為了可以控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，可以調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)大小，使結(jié)構(gòu)周期比符合規(guī)范的要求。

2.3 周期比增大的原因分析

通過以上的公式就可以說明在本工程實(shí)例中將結(jié)構(gòu)A區(qū)域的活荷載減小，結(jié)構(gòu)的周期比反而會(huì)增大的原因。將A處的活荷載減小，使得結(jié)構(gòu)平面中的荷載更加均勻，令質(zhì)心與剛心的偏離量縮小了，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期的比值（周期比）就變大了。因此可以反向思維，利用增加質(zhì)心與剛心的偏移量進(jìn)行減小周期比，但這種方法應(yīng)注意可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移偏大，因此不推薦此方法。

我們可以看出，當(dāng)結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛心的偏離量以及結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度之間正好存在某種關(guān)系，調(diào)整荷載使其更加均勻反而造成周期比的增大。但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還是要遵從采用結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、對(duì)稱，平面布置剛度均勻，以減少扭轉(zhuǎn)的程度，不能只看周期比這一個(gè)參數(shù)，更應(yīng)注重結(jié)構(gòu)整體的抗扭轉(zhuǎn)剛度與抗側(cè)移剛度的關(guān)系。

周期比Tt/ Tl與結(jié)構(gòu)的抗扭剛度kt、抗側(cè)剛度kl、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量mt以及質(zhì)量ml有如下關(guān)系[4]：

從式（7）可以判斷，提高構(gòu)件的抗扭轉(zhuǎn)剛度就可以降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，為了更有效提高結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)稱均勻，面積跨度均不能太大，從而可以控制平面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與質(zhì)量的比值。當(dāng)由于建筑需要不能避免不規(guī)則平面的情況下，應(yīng)將結(jié)構(gòu)具有較高抗扭轉(zhuǎn)剛度的構(gòu)件在結(jié)構(gòu)布置在適當(dāng)位置。同時(shí)結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)剛度不能太弱，關(guān)鍵還是要控制抗扭轉(zhuǎn)剛度與抗側(cè)移剛度的關(guān)系。

當(dāng)Tt和Tl接近時(shí)，由于振動(dòng)耦聯(lián)的影響，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將會(huì)明顯增大。所以在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)采取各種措施減小其比值，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭轉(zhuǎn)剛度。

結(jié)構(gòu)自振周期表示結(jié)構(gòu)自身的性能，其中扭轉(zhuǎn)周期的相對(duì)大小能夠反映結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)剛度的大小?？古まD(zhuǎn)剛度較大的結(jié)構(gòu)，其扭轉(zhuǎn)周期必然也較小。通過式（5）可以推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度kt與x 向抗側(cè)移剛度klx、Y向抗側(cè)移剛度kly及構(gòu)件抗扭轉(zhuǎn)剛度kti有如下關(guān)系式：

由公式（8）、（9）、（10）可以看出，抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的合理布置，提高抗扭轉(zhuǎn)剛度kt與抗側(cè)移剛度kl的比值，就可減少Tt/ Tl，從而減輕扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。其次根據(jù)公式中抗扭轉(zhuǎn)剛度與抗側(cè)移剛度之間的關(guān)系，增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，尤其是距離中心更遠(yuǎn)的構(gòu)件抗側(cè)移剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭更有利。

以上推斷可以看出，要控制結(jié)構(gòu)的周期比，需要盡可能合理均勻布置結(jié)構(gòu)平面，避免結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則；提高抗扭轉(zhuǎn)剛度也可以控制周期比，在抗側(cè)移剛度的作用下，周期比會(huì)根據(jù)它們之間的大小有所變化。

綜上所述，要控制周期比，可以根據(jù)影響結(jié)構(gòu)周期比的因素，得出以下對(duì)周期比的調(diào)整方法，參見圖5。

圖5 調(diào)整周期比的方法Fig. 5 The process of cycle ratio adjustment

3 工程實(shí)例試算與比較

為了驗(yàn)證之前的推導(dǎo)是否正確有效，就需要用工程實(shí)例來進(jìn)行試算，觀察其結(jié)果與之前總結(jié)的是否一致。

首先在模型參數(shù)不變的情況下，調(diào)整其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸。將所有柱的尺寸從500×500調(diào)整為550×550。查得前三組數(shù)據(jù)見表3。

表3 增加全部柱截面后振型周期Tab. 3 Free vibration modes after all columns enlarged

從上述計(jì)算結(jié)果可以看出，將框架柱截面尺寸增大后，結(jié)構(gòu)的自振周期有所降低，周期比Tt/ T1= 1.179 6 / 1.313 4 = 0.898達(dá)到規(guī)范要求，第一振型中的扭轉(zhuǎn)系數(shù)也明顯減小了。可見加大柱的截面尺寸可以明顯的提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，從而減小周期比。

根據(jù)公式（8）、（9）、（10）得出的結(jié)論，嘗試一下只增加外側(cè)柱，即A、F、1、3、4軸上的柱，增加其尺寸到550×550，內(nèi)部的柱還是維持原狀的500×500，這樣既可以減少混凝土的用量，而且根據(jù)上述推導(dǎo)，能夠更加提高抗扭轉(zhuǎn)剛度從而減輕扭振效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 增加外側(cè)柱截面后振型周期Tab. 4 Free vibration modes after outside columns enlarged

調(diào)整結(jié)果很明顯，周期比Tt/ T1= 1.097 9 / 1.272 3 = 0.863，相對(duì)于增加全部柱尺寸方法的周期比更小了。這是因?yàn)樵龃笸馊Φ目蚣苤軌蛟龃笈まD(zhuǎn)剛度，減小結(jié)構(gòu)的抗扭周期，而抗側(cè)移剛度并沒有較大提高，作為分母的抗側(cè)移周期沒有明顯變小，從而達(dá)到減少結(jié)構(gòu)周期比的目的，結(jié)果與之前的推導(dǎo)保持一致。

用相同方法，增加外側(cè)框架梁的尺寸來增加抗側(cè)移剛度和抗扭轉(zhuǎn)剛度，柱截面改回至原來500×500，框架梁截面有原來350×500增加到350×600。分析后結(jié)果見表5。

表5 增加外側(cè)梁截面后振型周期Tab. 5 Free vibration modes after outside beams enlarged

結(jié)構(gòu)的周期比Tt/ T1= 1.048 3 / 1.239 2 = 0.845，比調(diào)整柱的尺寸更小了，說明結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于抗側(cè)移剛度增大了。通過觀察結(jié)構(gòu)振動(dòng)模型，第一振型與第二振型均為平動(dòng)振型，模型扭轉(zhuǎn)指標(biāo)基本調(diào)整到位。將整個(gè)結(jié)構(gòu)看做一根柱，增加梁的截面尺寸相當(dāng)于提高該柱的抗扭箍筋，對(duì)其扭轉(zhuǎn)位移進(jìn)行約束。由此可見，通過增加外側(cè)框架梁的截面高度，比加大框架柱尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)的整體抗扭轉(zhuǎn)剛度更有效。

經(jīng)過了以上幾種不同方法進(jìn)行試算，分別比較其計(jì)算結(jié)果，最后決定采用加大外側(cè)框架梁高的方案。此方案不僅減輕扭振效應(yīng)，又可以控制抗側(cè)移剛度和抗扭轉(zhuǎn)剛度之間的平衡，達(dá)到較好控制周期比的效果。調(diào)整結(jié)果比較參見圖6。

圖6 不同調(diào)整方法的周期比結(jié)果比較Fig. 6 Results compare of different adjustment methods

從圖6可以看出，增加外側(cè)梁尺寸的方法對(duì)結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)能力提高最為明顯，能夠較大幅度提高抗扭剛度，控制抗側(cè)移剛度，減小周期比。其次增加外側(cè)柱尺寸的方法也很有效，因此可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整方法的選擇。不同調(diào)整方法的有效性比較可參見表6。

表6 不同調(diào)整方法的有效性比較Tab. 6 Effect compare of different adjustment methods

4 結(jié)束語

針對(duì)該工程實(shí)例與理論分析，通過對(duì)結(jié)構(gòu)的平動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)周期、周期比的影響因素進(jìn)行總結(jié)，結(jié)果表明：

（1）結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)是結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛心不重合引起的，為避免構(gòu)件因扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生破壞，應(yīng)對(duì)其周期比進(jìn)行限制。周期比與結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心的偏離量、結(jié)構(gòu)平面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度、抗扭轉(zhuǎn)剛度有關(guān)。在地震作用時(shí)，平動(dòng)振型和扭轉(zhuǎn)振型同時(shí)產(chǎn)生，互相作用與牽制，因此周期比會(huì)由于結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度及抗扭轉(zhuǎn)剛度之間的關(guān)系而變化。

（2）一般來說，提高外側(cè)框架梁高能夠更有效的提高結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)移剛度，也能加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力，應(yīng)該在調(diào)整周期比的過程中首先采用，再考慮增加外側(cè)柱尺寸，以及其他可以增加抗側(cè)移剛度的構(gòu)件。當(dāng)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)程度較大時(shí)，僅增加外側(cè)的構(gòu)件剛度，內(nèi)部構(gòu)件不做調(diào)整，能夠顯著增加結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度，而抗側(cè)移剛度增加并不明顯，這樣做的目的在于減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期，同時(shí)不會(huì)明顯減小結(jié)構(gòu)平動(dòng)周期，從而使周期比變小。

（3）調(diào)整結(jié)構(gòu)周期比只是調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)的一方面，還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)整體的抗扭轉(zhuǎn)剛度與抗側(cè)移剛度的關(guān)系，不能盲目為調(diào)整周期比而忽略結(jié)構(gòu)整體的合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ 3—2010. 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]GB 50009—2001（2006年版）. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3]呂西林，周德源，李思明，等．建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論與實(shí)例[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.

[4]徐培福，黃吉鋒，韋承基 高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)[J]. 建筑科學(xué)，2000（1）.

歡迎訂閱《化工與醫(yī)藥工程》

（郵發(fā)代號(hào)4—910）

《化工與醫(yī)藥工程》創(chuàng)刊于1980年，是經(jīng)國家科技部、國家新聞出版廣播電影電視總局正式批準(zhǔn)，面向國內(nèi)外公開發(fā)行的專業(yè)技術(shù)期刊。由中國石油化工集團(tuán)公司主管，中石化上海工程有限公司主辦。

《化工與醫(yī)藥工程》為雙月刊，大16開本，國內(nèi)外公開發(fā)行。歡迎有關(guān)單位和個(gè)人訂閱。

訂閱價(jià)格：人民幣90元/年（含郵費(fèi)）

訂閱方式：通過郵局訂閱，郵發(fā)代號(hào)4—910

或通過郵局、銀行匯款，并將訂閱信息發(fā)送至本刊發(fā)行部

郵箱: 1027288568@qq.com 電話：（021） 32140428轉(zhuǎn)122、108

Discussion of Regulation for Torsion Index of Irregular Structure

Hu Bing
（SINOPEC Shanghai Engineering Co., Ltd, Shanghai 200120）

Abstract:With the study of torsion occurred in high frame structure and the engineering experiences, the effective methods for regulating the horizontal vibration cycle, torsion cycle and cycle ratio of structure were summarized, which may be used for reference in later design.

Keywords:irregular structure; horizontal vibration cycle; torsion cycle; cycle ratio

通訊地址：上海市延安西路376弄22號(hào)（永興商務(wù)大樓）11樓 郵編：200040

作者簡介：胡冰（1982—），男，工程師，主要從事石油化工、醫(yī)藥工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

收稿日期：2015-08-26

中圖分類號(hào)：TU 318+.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-817X（2016）01-0012-000