建筑设计评职论文浅析高层结构周期比的调整(2)

　　结构的第一振型、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。参见新《建筑抗震设计规范》第3.5.3条第3款及条文说明规定：结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近。当第二振型为扭转时，周期比很难满足规范的要求。说明结构沿两个主轴方向的侧向刚度相差较大，结构的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度过小。当第一振型为扭转时，周期比肯定不满足规范的要求。说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴方向的侧移刚度过小，结构布置不合理。

　　调整周期比，需要调整结构的平面布置，提高结构的抗扭刚度，或者降低结构的侧移刚度。这种调整一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。总的调整原则是：加强结构周边的刚度，适当削弱结构中部的刚度;利用结构刚度与周期的反比关系，合理布置抗侧力构件，加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度，或削弱需要增大周期方向的刚度。

　　加强及削弱结构刚度的最显著措施为调节连梁高度。连梁是结构刚度的调节器，可通过加大结构周边连梁的高度加强结构的周边刚度。例如，建筑外围有窗户的部位，窗下墙一般都是用砌体填充的，为了加强结构的周边刚度，就可以将这些部位的窗下墙做成混凝土结构，实际上就是加高了连梁高度，形成强连梁。同样，也可通过减小结构中部连梁的高度削弱结构的中部刚度。例如，可在结构中部的剪力墙上开洞，采用加大建筑内墙洞口高度即减小连梁高度的方法削弱结构的中部刚度。当然，还可以采用：增大周边剪力墙的截面或数量;增大周边楼板的厚度;在楼板外伸段凹槽处设置连接梁或连接板;加强转角窗周边构件的截面和强度(包括剪力墙暗柱、窗间墙、楼板等，特别是增设暗梁)等方法来加强结构周边的刚度。采用结构中部核心筒开结构洞再填充砌体的方法来削弱结构的中部刚度。

　　值得特别强调的是，在结构的刚度、质量均匀性未调整至足够好，以至于结构的一阶振型中不存在足够纯粹的侧振振型和扭振振型时，验算周期比近乎疲劳，此时的周期比满足或者不满足要求，都不能说明任何问题。先调整刚度和质量的均匀性，再加强外圈提高抗扭能力，最后验算周期比。这个顺序不能颠倒或遗漏。

　　4结语

　　结构计算中，周期比的调整是一个繁重而复杂的过程，在此过程中设计人员应在深刻理解规范的基础上，注重概念设计，选择合适的方法，优化结构的布置方式，使结构具有必要的抗扭刚度，保证结构的扭转效应较小。

　　参考文献：

　　[1] JGJ 3-2010. 高层建筑混凝土结构技术规程[S]，中国建筑工业出版社，2010

　　[2] GB 50011-2010.建筑抗震设计规范[S]，中国建筑工业出版社，2010

　　[3] 杨星.PKPM结构软件从入门到精通[M],中国建筑工业出版社，2010

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