1、<p>　　淺談高層建筑結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計(jì)措施</p><p>　　摘要：高層建筑事業(yè)雖然在不斷的發(fā)展，但是其中依舊存在很多的問題，如高層建筑設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)就是一個(gè)重要的問題，本文結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制措施及抗扭設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施進(jìn)行理論分析，提出了一些改善和提高高層建筑結(jié)構(gòu)安全體系的常用抗扭構(gòu)造措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑 扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 構(gòu)造措施 <

2、;/p><p>　　目前，隨著房地產(chǎn)業(yè)的興起與土地資源的稀缺，高層建筑在國民生產(chǎn)建設(shè)中啟動(dòng)到至關(guān)重要的作用，為了保證各種不同的建筑功能及城市建筑的美觀要求，各種各樣體量各異高層建筑也越來越多的涌現(xiàn)。然而國內(nèi)外大量震害調(diào)查表明：平面不對(duì)稱、不規(guī)則，質(zhì)量與剛度偏心和扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地質(zhì)災(zāi)害，尤其是地震中都會(huì)受到嚴(yán)重的破壞。國外一些震動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)也表明：扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。為了有效降低破壞的嚴(yán)重性，可以從以

3、下幾個(gè)方面采取相應(yīng)措施。 </p><p>　　第一、從基本設(shè)計(jì)原則上重視概念設(shè)計(jì)對(duì)控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的作用。所謂概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。人們從大量震害經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，“概念設(shè)計(jì)”往往比“計(jì)算設(shè)計(jì)”更重要。這主要是由于地震和地震效應(yīng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，以及計(jì)算模型和實(shí)際情況的差異，使得地震時(shí)造成建筑破壞的程度很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。因此，要進(jìn)

4、行精確的抗震計(jì)算是困難的，結(jié)構(gòu)抗震性能在更大程度上取決于良好的“概念設(shè)計(jì)”。 </p><p>　　例如：選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，宜選擇有利地段，應(yīng)避開不利場(chǎng)地。 </p><p>　　在選擇抗震結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)注意使其具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用轉(zhuǎn)遞路徑。也可以增加結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)，設(shè)置人工塑性鉸，利用框架填充區(qū)、耗能裝置等設(shè)置多到抗震防線。 </p><p>　　第二

5、、建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)先布置。首先，控制結(jié)構(gòu)的高寬比高層建筑中控制側(cè)向位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要矛盾，而且隨著高度增加，傾覆力矩也將迅速增大，因此，建造寬度很小的建筑物是不合適的。一般應(yīng)將結(jié)構(gòu)的高寬比控制在5～6以下，當(dāng)設(shè)防烈度在8度以上時(shí)，高寬比限制應(yīng)更嚴(yán)格一些。 其次，結(jié)構(gòu)的平面布置當(dāng)建筑物長度較大時(shí)，在風(fēng)力作用下，也會(huì)出現(xiàn)因風(fēng)力不均勻及風(fēng)向紊亂變化而引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、樓板平面撓曲等現(xiàn)象。為了避免樓板變形帶來的復(fù)雜受力情況，建筑物長度應(yīng)加以限

6、制。當(dāng)設(shè)防烈度為6度和7度時(shí)，長寬比不宜超過6；當(dāng)設(shè)防烈度等于或大于8度時(shí)，長寬比不宜超過5。 </p><p>　　第三、提高建筑結(jié)構(gòu)的整體抗扭能力。借助材料力學(xué)抗扭剛度概念，高層建筑結(jié)構(gòu)從整體分析角度出發(fā)，剪力墻按“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”的原則布置外還應(yīng)符合以下要求，在抗扭剛度角度上，剪力墻分量（主要是長度）叢外到里逐步減少，從抗側(cè)移剛度角度上，剪力墻分量直線上均勻分布。 由于轉(zhuǎn)換層上下的剪切剛度比和建筑專

7、業(yè)的限制，在無法增加落地剪力墻情況下，可在轉(zhuǎn)換層以上的較長的墻肢中間開洞，這樣可在扭轉(zhuǎn)剛度降低不多情況下有效地降低轉(zhuǎn)換層上層的剪切剛度，從而有效地降低剪切剛度比。 </p><p>　　第四、提高建筑結(jié)構(gòu)中抗扭設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。 </p><p>　　1、合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。水平地震動(dòng)是一種雙向現(xiàn)象，因此結(jié)構(gòu)必須能抵抗任何方向的水平地震作用，合理的的布置抗側(cè)力構(gòu)件，不僅能調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度分布，

8、使其盡量均勻、分散、對(duì)稱，使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心接近，同時(shí)，還可以作為抗震設(shè)計(jì)的第一道防線，吸收主要的地震能量，避免主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。然而在實(shí)際工程中，由于質(zhì)量位置和地震動(dòng)的空間變化的不確定性，即使是對(duì)稱的規(guī)則結(jié)構(gòu)，實(shí)際上也是很難做到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心的完全重合，存在有偶然偏心。因此，除側(cè)向抗力和剛度以外，結(jié)構(gòu)必須具有足夠的扭轉(zhuǎn)抗力和剛度，以限制在不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生不均勻應(yīng)力的扭轉(zhuǎn)震動(dòng)的發(fā)展。為此，主要的結(jié)構(gòu)抗震受力構(gòu)件應(yīng)靠

9、近結(jié)構(gòu)周邊進(jìn)行布置，并加大周邊構(gòu)件的截面，加大內(nèi)筒與周邊剪力墻主要連接構(gòu)件的截面，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性，從而有效增加抗側(cè)剛度，減小層問側(cè)向位移，以有效提高結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力。 </p><p>　　2、正確設(shè)計(jì)樓板。樓板是整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)中一個(gè)不可缺少的部分，在水平地震作用下，如同水平隔板一樣工作，不僅將慣性力集中并傳遞到豎向結(jié)構(gòu)體系，還能保證豎向結(jié)構(gòu)體系作為整體，共同抵抗水平地震作用。在豎向結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，或非均勻布置，或與

10、具有不同水平變形特征的雙重體系一起使用時(shí)，樓板的作用就更為重要。因此，樓板體系應(yīng)具有足夠的平面內(nèi)剛度和抗力，并與豎向結(jié)構(gòu)體系有效的連接，尤其要注意樓板上下豎向構(gòu)件剛度突變。例如，樓層平面形狀不規(guī)則或特別狹長的樓板及其有大洞口的情況，尤其是當(dāng)大洞口位于豎向結(jié)構(gòu)附近對(duì)有效連接有影響時(shí)，為了保證樓板將設(shè)計(jì)地震作用下的效應(yīng)傳遞給相連的各抗側(cè)力構(gòu)件，《結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》中規(guī)定，隔板超強(qiáng)系數(shù)可取1.30。 </p><p>　　

11、3、選擇合適的基礎(chǔ)。為使基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)與施工方法能保證整個(gè)建筑均勻的承受水平地震作用，基礎(chǔ)應(yīng)具有良好的整體性。對(duì)于由離散的剪力墻組成的結(jié)構(gòu)，考慮到在寬度和長度方向上剛度有差異，應(yīng)選用由包括基礎(chǔ)底板和蓋板在內(nèi)組成的箱式或筏板式基礎(chǔ)，對(duì)于具有獨(dú)立基礎(chǔ)構(gòu)件的建筑應(yīng)沿兩個(gè)主方向在構(gòu)件之間采用基礎(chǔ)底板或基礎(chǔ)系梁。除了要滿足基礎(chǔ)整體性的要求，足夠的基礎(chǔ)埋深對(duì)于保證上部結(jié)構(gòu)在地震作用下的整體穩(wěn)定性，防止傾覆和滑移也起到了重要的作用。 <

12、;/p><p>　　4、合理設(shè)置防震縫。高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則；當(dāng)建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時(shí)，可設(shè)置防震縫將其劃分為較簡(jiǎn)單的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元。 </p><p>　　按照上面的措施方法，可以有效控制高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)具備有效抗扭能力，并有效提高建筑物抗震性能。扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是空間的作用，在概念設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從結(jié)構(gòu)的整體出