摘要：高層建築結構常常會發生扭轉反應，由此而產生震害影響，因此需要合理調整結構、改善扭轉振動效能，以提高高層建築結構對扭轉轉動的抵抗能力。本文分析了建築結構的扭轉原因，並提出了在高層建築結構設計中如何做好扭轉反應控制措施。
關鍵詞：建築結構；扭轉效應；高層建築
中圖分類號：TU355文獻標誌碼：A文章編號：1006-6012（2015）11-0153-01
1建築結構扭轉原因分析
1.1外力干擾
一般來講，衡量一個建築物的質量如何，抗震性是重要的指標之一。抗震性比較差的建築物在地震發生時，整棟樓都會發生劇烈震動，動能傳遞速度較慢，地面的平動分量也不足。建築物在振動的同時，樓體會發生扭轉效應，若是樓體抗側剛度差、抗扭轉性差的話，會導致樓體發生斷裂、甚至坍塌的可能。所以說，地震是導致建築發生扭轉效應重要原因之一。
1.2建築本身結構問題
如果建築物的結構設計不合理，比如剛度中心和質量中心發生偏離，這個情況下，建築也會存在扭轉反應。按照正常建築結構來講，建築物剛心和質心是必須在一定的軸線範圍之內的，並減少地面扭轉分量，而且要做好剪刀牆的結構形式。有些建築物，在計算抗震作用時沒有考慮偏心的影響作用，或是存在結構佈置不勻稱情況，這些都會產生扭轉效應。
2高層建築結構設計扭轉反應控制措施
2.1加強或削弱結構抗側剛度
在偏心率得到控制的情況下，對結構抗扭剛度和抗側剛度的比例關係進行調節，加強樓層的抗扭剛度，從而使結構抗扭的綜合能力得到增強，滿足週期比要求。所謂的加強抗側剛度是相對於位移角的規範限制而言的，如果高層建築整體抗側剛度還達不到要求，但位移角剛已經達到要求，這時候就需要加強抗側剛度；如果整體結構的抗側剛度已經達到要求，但位移角剛還是小於常規的限值，就要適度削弱結構抗側剛度，以達到平衡狀態。
2.2小高層採用框架結構
在結構設計中可能會存在比較狹長的結構，一般可以採用儘可能將其伸縮縫脫開的方法。但是在條件不允許的情況下，可以採用將端部開間抗側剛度加強的方法來控制扭轉反應。具體的做法是將邊框架的結構斷面增大，延長框架樑的高度。如果在建築施工條件允許的情況下，可以採用增加框架的跨數的方法來加強梁的線剛度，從而達到增強結構抗扭轉的剛度。
2.3週期比控制
週期比，指的是以扭轉為主的固有結構的振型週期和平均振型的週期的比值，週期比控制有兩種情況。一種是結構佈置相對比較均勻對稱的建築結構，是非耦連和非耦連的週期比值，非耦連週期比與建築質量和剛度關係密切，通過週期比就能瞭解到抗扭剛度與抗側剛度的關係，週期比小澤則說明建築結構的抗扭剛度較強；週期比較大，則說明建築物抗扭強度較弱。因此，通過控制週期比就可以控制建築物的抗扭反應。另一種情況是耦連週期比，它是針對佈置不勻稱，鋼心和質心不重合的建築結構而言的，它跟非耦連週期比一樣，也是反映抗側剛度和扭曲剛度關係的，但沒法計算非耦連週期比，所以只能通過控制耦連週期比來控制扭轉反應。
2.4位移比控制
位移比值是反映每層樓扭轉程度的一個引數，指的是每樓層的最大位移、最大層間位移與該樓層平均位移和平均層間位移的.比值。當建築物樓層兩端不均勻時，地震產生的影響會令其發生扭轉，所以必須要控制好位移比。一般情況下來講，如果建築結構偏心小、佈置規整，位移比較容易符合要求，但週期比不符合，這就說明結構佈置出了問題，要麼抗扭剛度不足，要麼剛度分佈不均勻，需要調整結構佈置；如果建築結構偏心大，但結構佈置不規整，位移比滿足要求、週期比也滿足要求，這就說明結構不規則導致扭轉效應的存在，這就要求調整位移比來提供強大的抗扭剛度。一般來講，高層建築底部樓層的位移比可以控制在1.5以內，個別可以1.6，但不可以超過1.8，而高層建築上面各樓層位移比應控制1.4～1.5之間。
2.5佈置抗震牆
在不違背建築方案的前提下，要在建築物的外體上佈置能夠起到抗震作用的鋼筋水泥牆，鋼筋水泥抗震牆作為抗側力結構構件，在抵抗扭轉反應力方面有著重要作用。鋼筋水泥抗震牆的佈置要均勻、連續，而且要順著建築物高度方向走，牆體剛度隨建築物層數增高而逐漸減小，只有按照上述要求來佈置抗震牆，才能真正起到抵抗扭轉反應，避免結構體出現薄弱部位。
2.6設定連樑
在建築物外圍抗震牆開設洞口時，要在洞口頂部設定連樑，連樑的配筋率要足夠夠，並且連樑的截面高度要與建築外圍洞口高度相適應。採取這種措施，可以保證連樑跟抗震牆連在一起，從而增強建築結構整體的抗扭轉剛度。
3結束語
建築物抗側剛度，特別是抗扭剛度是高層建築結構設計最重要的問題。建築物建築抗側剛度不足，在地震發生時就會產生嚴重的扭轉效應，危害到建築的安全性。因此，在採取控制扭轉反應措施時，要充分考慮偏心對建築物的影響，如果建築物質量和剛度不勻稱時還需要計算水平地震對扭轉的營銷，並通過控制週期比、位移比、增強或削弱抗側剛度、佈置抗震牆、採用框架結構等措施來達到控制扭轉效應的目的。
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