扭转效应控制在高层建筑结构设计中的应用(2)

除了在建筑物外围布置抗侧力结构外，也可以采用削弱核芯筒风度的办法来调整结构的周期比。在核心部位剪力墙中间开结构洞，使结构刚度达到均匀、分散的目的。尽可能在原剪力墙中间部位开洞，不要靠近两端，以避免出现短肢剪力墙，更不允许出现异形柱。

值得一提的是。为了有效控制结构的位移比，周期比，对于多塔楼结构，各个塔楼应分别计算其位移比，周期比，以保证设计安全，然后再进行整体计算分析。

3 抗侧力结构布置必须均匀、对称

在高层建筑设计中，布置抗侧力构件时，必须遵循均匀、分散、对称的原则，尽可能使结构的质量中心与刚度中心接近。当位移比不能满足《高规》要求时，往往是结构的抗侧力构件布置不均匀引起的。例如靠近一边布置剪力墙或剪力墙布置不均匀等。

4 尽可能加大现有周边抗侧力结构的刚度

为了加大结构的抗扭刚度，除了可在最大位移处布置抗侧力结构外，还可以采用的加大原有抗侧力结构刚度的方法有：

4.1 将建筑物外角原单向剪力墙布置成；形剪力墙，且尽可能延长，外立面转角尽可能避免开窗，更不要开转角窗。

4.2 加厚离质心较远处剪力墙的厚度。

4.3 加大周边剪力墙连梁的高度，一般连梁的高度取楼板距下层门窗顶的高度。为了增加剪力墙抗扭刚度，可以将楼面以上至窗下边的高度部分也变成连梁，即除窗洞外，其余部分均为连梁。

5 裙房部分防止上下层刚度偏心

在高层建筑设计中，通常存在以下情况：当主楼满足《高规》第4、3、5 条的有关控制结构扭转效应的要求时，裙房部分却不能满足。这主要是由于结构上下刚度偏心较大，裙房相对于主楼偏心布置。裙房平面不规则或过于狭长，裙房的刚度相对于主楼来说太弱，刚度中心与质量中心相差太远，最远处节点位移偏大等原因引起的。

解决以上问题的方法有两种：一是增加裙房部分的刚度，在位移最大节眯处相应的最大位移方向布置剪力墙，以减小裙房的最大位移，使裙房的质量中心与刚度中心尽可能重合。二是当楼、裙房都有地下室时，将主楼与裙房在地下室顶板以上用伸缩缝分开；当主楼有地下室，裙房无地下室时，如建筑专业允许，可以用沉降缝将主楼与裙房分开，使主楼与裙房分别形成独立的结构体系，经过这样处理，能解决裙房部分由于上下层刚度偏心引起的较大扭转效应。

6 高层建筑防止结构平面过于狭长

现在，十多层左右的小高层住宅较多，建筑专业为了满足使用要求，往往套用多层砖混结构住宅的户型，大多数小高层住宅的平面布置过于狭长，其长度比接近或超过《高规》第4、3、3 条的要求，有的长度超过了《混凝土结构设计规范》）GB50010- 2002）规定的钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距要求。一般来说，平面狭长结构的抗扭刚度是比较弱的，很难满足《高规》的要求。可以通过以下两个方法解决。

6.1 小高层结构体系采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开。如果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目的，具体可将边框架的角魔王断面增大，加大框架梁的高度，如条件允许，中间增加框架柱，即增加框架的跨

数。这些方法可以增加梁的线刚度，也可显著增加结构的抗扭刚度。

6.2 小高层结构体系采用框架---剪力墙结构，由于房屋高度不高，剪力墙一般仅布置在楼梯间或电梯间，这些抗侧力结构往往过于集中或设置不对称，结构的扭转效应很大。在这种情况下，必须削弱中间部分剪力墙的刚度，在外侧加剪力墙。但此时结构的抗侧刚度太大，没有必要。因此能采用框架体系时，尽量不采用框架---剪力墙体系，因为在地震烈度不大的地区采用框架结构反而能满足《高规》控制抗扭效应的要求。

四、结束语

对于高层建筑结构，层数多、重心高，设计时不仅要力求结构布置平面、沿竖向规则，注意质量和刚度的对称、重合，但由于偶然偏心以及地震动时转动分量的存在，即便是对称结构，在地面运动转动分量的作用下也会发生扭转振动，因此，结构的抗侧力构件尽量沿房屋周边布置，以便能够提供足够大的抗扭转力偶，同时，也可为抵抗倾覆力矩提供更大的抗力偶。

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