【精品】专业论文文献-浅谈高层建筑结构抗扭设计措施

1、浅谈高层建筑结构抗扭设计措施浅谈高层建筑结构抗扭设计措施摘要：高层建筑事业虽然在不断的发展，但是其中依旧存在很 多的问题，如高层建筑设计中的扭转效应就是一个重要的问题，本文 结合高层建筑结构扭转效应的控制措施及抗扭设计的构造措施进行 理论分析，提出了一些改善和提高高层建筑结构安全体系的常用抗扭 构造措施。关键词：高层建筑 扭转设计扭转效应构造措施目前，随着房地产业的兴起与土地资源的稀缺，高层建筑在国民 生产建设屮启动到至关重要的作用，为了保证各种不同的建筑功能及 城市建筑的美观耍求，各种各样体量各异高层建筑也越来越多的涌 现。然而国内外大量震害调查表明：平面不对称、不规则，质量与刚 度偏心和扭

2、转刚度太弱的结构，在地质灾害，尤其是地震中都会受到 严重的破坏。国外一些震动台模型试验也表明：扭转效应会导致结构 的严重破坏。为了有效降低破坏的严重性，可以从以下几个方而采取 相应措施。第一、从基本设计原则上重视概念设计对控制扭转效应的作用。 所谓概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原 则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。 人们从大量震害经验中总结发现，“概念设计”往往比“计算设计” 更重要。这主耍是由于地震和地震效应的随机性和复杂性，以及计算 模型和实际情况的差异，使得地震时造成建筑破坏的程度很难准确预 测。因此，要进行精确的抗震计算是困难的，结构抗震

3、性能在更大程 度上取决于良好的“概念设计” o例如：选择建筑场地时，宜选择有利地段，应避开不利场地。在选择抗震结构体系时，应注意使其具有明确的计算简图和合理 的地震作用转递路径。也可以增加结构超静定次数，设置人工塑性较, 利用框架填充区、耗能装置等设置多到抗震防线。第二、建筑结构的预先布置。首先，控制结构的高宽比高层建筑 中控制侧向位移常常成为结构设计的主要矛盾，而且随着高度增加， 倾覆力矩也将迅速增大，因此，建造宽度很小的建筑物是不合适的。 一般应将结构的高宽比控制在56以下，当设防烈度在8度以上时, 高宽比限制应更严格一些。其次，结构的平面布置当建筑物长度较 大时，在风力作用下，也会出现因

4、风力不均匀及风向紊乱变化而引起 的结构扭转、楼板平面挠曲等现象。为了避免楼板变形带來的复杂受 力情况，建筑物长度应加以限制。当设防烈度为6度和7度吋，长宽 比不宜超过6；当设防烈度等于或大于8度吋，长宽比不宜超过5。笫三、提高建筑结构的整体抗扭能力。借助材料力学抗扭刚度概 念，高层建筑结构从整体分析角度出发，剪力墙按“均匀、分散、对 称、周边”的原则布置外还应符合以下要求，在抗扭刚度角度上，剪 力墙分量（主要是长度）丛外到里逐步减少，从抗侧移刚度角度上， 剪力墙分量直线上均匀分布。由于转换层上下的剪切刚度比和建筑 专业的限制，在无法增加落地剪力墙情况下，可在转换层以上的较长 的墙肢屮间开洞，这

5、样可在扭转刚度降低不多情况下有效地降低转换 层上层的剪切刚度，从而有效地降低剪切刚度比。第四、提高建筑结构中抗扭设计的技术水平。1、合理布置抗侧力构件。水平地震动是一种双向现象，因此结 构必须能抵抗任何方向的水平地震作用，合理的的布置抗侧力构件， 不仅能调整结构的刚度分布，使其尽量均匀、分散、对称，使结构的 质量中心和刚度中心接近，同时，还可以作为抗震设计的笫一道防线, 吸收主要的地震能量，避免主要结构构件的破坏。然而在实际t程中, 由于质量位置和地震动的空间变化的不确定性，即使是对称的规则结 构，实际上也是很难做到结构的质量中心和刚度中心的完全重合，存 在有偶然偏心。因此，除侧向抗力和刚度以

6、外，结构必须具有足够的 扭转抗力和刚度，以限制在不同结构构件中产生不均匀应力的扭转震 动的发展。为此，主要的结构抗震受力构件应靠近结构周边进行布置, 并加大周边构件的截面，加大内筒与周边剪力墙主要连接构件的截 面，增强结构整体性，从而有效增加抗侧刚度，减小层问侧向位移， 以有效提高结构的抗扭转能力。2、正确设计楼板。楼板是整个房屋结构中一个不可缺少的部分, 在水平地震作用下，如同水平隔板一样工作，不仅将惯性力集中并传 递到竖向结构体系，述能保证竖向结构体系作为整体，共同抵抗水平 地震作用。在竖向结构体系复杂，或非均匀布置，或与具有不同水平 变形特征的双重体系一起使用吋，楼板的作用就更为重要。因

7、此，楼 板体系应具有足够的平面内刚度和抗力，并与竖向结构体系有效的连 接，尤其要注意楼板上下竖向构件刚度突变。例如，楼层平面形状不 规则或特别狭长的楼板及其有大洞口的情况，尤其是当大洞口位于竖 向结构附近对有效连接有影响吋，为了保证楼板将设计地震作用下的 效应传递给和连的各抗侧力构件，结构抗震规范中规定，隔板超 强系数可取1.30o3、选择合适的基础。为使基础与上部结构的连接设计与施工方 法能保证整个建筑均匀的承受水平地震作用，基础应具有良好的整体 性。对于由离散的剪力墙组成的结构，考虑到在宽度和长度方向上刚 度有差异，应选用由包括基础底板和盖板在内组成的箱式或筏板式基 础，对于具有独立基础构件的建筑应沿两个主方向在构件z间采用基 础底板或基础系梁。除了要满足基础整体性的要求，足够的基础埋深 对于保证上部结构在地震作用下的整体稳定性，防止倾覆和滑移也起 到了重要的作用。4、合理设置防震缝。高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避 免结构平面不规则；当建筑物平面形状复杂而乂无法调整其平面形状 和结构布置，使z成为较规则的结构吋，可设置防震缝将其划分为较 简单的儿个结构单元。按照上面的措施方法，可以有效控制高层建筑结构的稳定性，保 证结构具备有效抗扭能力，并有效提高建筑物抗震性能。扭转效应是