结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比

今天看到一个悬赏的帖子，关于振型为扭转时的调整的，给他回复了，不过很多人可能不容易找到，并且这是我们这种新手一般会遇到的问题，所以就再发一个帖子，当然了，帖子的内容不是我写的，谁写的这些也无从查起了，但是其内容还是很有价值的，在这里对其人表示敬意。

如其人看到了，感觉有不妥之处联系我，立刻删除，绝对尊重别人的成果，当然了，最好一直留着供是大家互相学习。

1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。

2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。

见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性（周期和振型）宜相近”；高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”；高规8.1.7条7款“抗震设计时，剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。

3）结构的刚度（包括侧移刚度和扭转刚度）与对应周期成反比关系，即刚度越大周期越小，刚度越小周期越大。

4）抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系，结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。

5）当第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。

6）当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时，，，，说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大，，，，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）的侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部沿沿沿沿““““第三振型转角方向第三振型转角方向第三振型转角方向第三振型转角方向””””的刚度的刚度的刚度的刚度，或适当加强结构外围或适当加强结构外围或适当加强结构外围或适当加强结构外围（（（（主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转角方向角方向角方向角方向））））的刚度的刚度的刚度的刚度。

浅谈高层建筑结构自振周期控制摘要：高层建筑结构设计不仅要满足构件承载力的计算，而且要保证建筑结构整体刚度，满足位移和周期比的要求。

高层建筑结构的自振周期是高层建筑结构在设计过程中的一个重要参数。

是判断高层建筑结构设计是否合理的一个重要依据。

本文结合自己多年结构设计经验，对结构主自振周期的判定、周期比值等进行了分析，以便合理控制结构的扭转刚度，保证结构的整体稳定性。

关键词：主自振周期；周期比；刚度引言：《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ3—2010）第 3.4.5 条规定：结构平面布置应减少扭转的影响。

结构扭转为主的第一自振周期 Tt与平动为主的第一自振周期 T1之比，A 级高度高层建筑不应大于 0.9，B 级高度高层建筑、超过 A 级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

《高规》用周期比要求结构的平面布置以增强结构的抗扭能力，周期比不满足要求说明结构的扭转效应明显，即结构平面布置不合理，下面对如何确定结构的 T?t、T1 及比值进行分析。

1 高层建筑结构主自振周期的判定方法结构的基本自振周期决定于多方而因素。

如建筑物的高宽比、结构形式、平面布置、建筑物层数等。

在不同的荷载作用下结构的自振周期并不是一个常数，而是随着结构变形的改变而变化。

高层建筑结构体系是一个空间体系，振动形式十分复杂。

结构的自振周期短则刚度强，反之则刚度弱。

主自振周期是对结构影响较大的低阶周期，一般指前三振型对应的周期。

1.1通过计算振型方向因子判定《高规》3.4.5 的条文解释：扭转偶联振动的主振型，可以通过计算振型方向因子来判断，在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中，当扭转方向因子大于 0.5 时，则该振型可认为是扭转为主的振型。

以上条文说明明确给出了判断扭转振型的方法，平动振型即为平动因子大于 0.5 时所对应的振型。

这种方法能准确判定高阶振型，对判定第一自振周期的振型是不够精确的，从结构整体计算软件生成结构整体空间振动简图中可以明显看出，即使主平动方向因子达到 0.6、0.7 时结构的扭转效应也非常明显，只有因子达到 0.9 以上时结构的扭转效应才会很小。

周期比规范条文：新高规的3.4.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。

对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13）对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。

再考察下一个次长周期。

4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5）计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。

一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。

周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。

验算周期比的目的，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。

多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。

如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接，验算方法尚不清楚。

体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。

当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。

以过滤局部振动产生的周期。

atwe处理后最主要控制以下几个参数就可以了。

高层结构设计中位移比、周期比、刚度比的控制与调整作者：李柏涛许东来源：《科学与财富》2012年第07期摘要：随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑的应用日益广泛, 由于高层建筑相对较柔,水平荷载作用效应明显,在满足使用条件下如何才能达到既安全又经济的设计要求。

笔者认为,对于高层结构设计来说，位移比、周期比、刚度比是保证结构规则、安全、经济的极其重要的参数。

本文仅以我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件中的SATWE程序的电算结果，结合规范条文的要求，谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。

关键词：高层建筑，位移比，周期比，刚度比，名词释义，控制与调整1. 位移比（层间位移比）:1.1 名词释义：（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。

（2) 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。

其中：最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。

平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。

层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。

最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。

平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。

1.2 相关规范条文的控制：[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。

[高规]4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

[高规]4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800筒中筒，剪力墙 1/1000框支层 1/10001.3 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，详位移输出文件WDISP.OUT。

高层建筑的周期比控制摘要：在高层建筑结构设计过程中，为了防止建筑发生扭转破坏，针对《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)对高层建筑的周期比控制，提出了高层框架结构周期比控制的有效方法。

关键词：高层建筑；周期比；扭转；中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：周期比即结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比。

周期比是结构扭转刚度、扭转惯量分布大小的综合反应。

控制周期比的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不会出现过大的扭转效应。

控制结构周期比的实质是，控制结构的扭转变形要小于结构的平动变形，周期比不是要求结构足够结实，而是要求结构刚度布局合理，以此控制地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振动效应，避免结构扭转破坏。

当tt与t1两者接近时，由于振动耦连的影响，结构的扭转效应将明显增大。

因此，在抗震设计中采取措施减小周期比tt/t1值，使结构具有必要的抗扭刚度。

1耦联周期比和非耦联周期比对于平面布置均匀、对称的结构，质心和刚心重合，结构具有纯粹的平动和扭转振型，这种情况下结构的周期及周期比tt/tl为非耦联周期和非耦联周期比；对于平面布置不对称、不均匀的结构，质心和刚心不重合，平动振型和扭转振型相互耦连，平动振型中含有扭转成分，扭转振型中含有平动成分，不再是纯粹的平动和扭转振型，这种情况下的结构周期和周期比tt/tl则为耦联周期比和耦联周期比。

结构的非耦联周期比tt/tl与结构刚度和质量之间存在简单关系（k1，kt为抗侧刚度和抗扭刚度，m1，mt为质量和转动惯量），可见周期比能直接反映结构抗扭刚度与抗侧刚度的比例关系，周期比小意味着结构抗扭刚度强；反之，周期比大意味着结构抗扭刚度弱。

耦联周期比同样可以反映结构抗扭刚度与抗侧刚度之间的比例关系，它与非耦联周期比和偏心率有关，当结构位移比满足《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj 3-2010（以下简称《高规》）[1]的要求、偏心率不过大时，耦联周期比与非耦联周期比的差别很小。

高层混凝土结构平动周期调整分析【摘要】结构整体计算中，应调整结构刚度，让第一周期、第二周期为平动周期，第三周期为扭转周期，使结构整体具有较强的抗扭性能，结构更加安全、可靠。

【关键词】平动周期；周期比；扭转系数前言高层混凝土结构长宽比介于3～6之间的建筑物，结构计算时第二周期往往是扭转周期，按《高层混凝土结构技术规程》的规定，结构周期比只要满足‘结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比，a级高度高层不应大于0.9，b级高度高层建筑、超过a级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85’即满足要求，虽未指明第二周期必须是平动周期，但笔者认为应尽量调整结构刚度使第一周期、第二周期为平动周期，第三周期为扭转周期。

1、问题提出的依据《高层混凝土结构技术规程》第3.4.5条及条文说明，‘限制结构的抗扭刚度不能太弱，关键是限制结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比，当两者接近时，由于振动耦联的影响，结构的扭转效应明显增大；若周期比小于0.5，则相对扭转振动效应一般很小，而当周期比大于0.85时，相对扭转效应急剧增大’；由此可见，抗震设计中应采取措施减小周期比值，使结构具有必要的抗扭刚度，工程中两个方向的第一振型周期比值均能满足限制要求，则抗扭刚度更为理想，因此结构计算中应调整结构刚度使第一周期、第二周期为平动周期，第三周期为扭转周期。

2、如何判定平动周期现阶段高层结构设计基本上采用中国建筑科学研究院satwe进行建模计算，satwe计算中扭转耦联振动的主振型，可通过计算振型方向扭转系数来判断，在两个平动和一个扭转方向系数中，当扭转系数小于0.5时，则该振型可认为是平动为主的振型，即该周期为平动周期；当扭转系数大于0.5时，则该振型可认为是扭转为主的振型，即该周期为扭转周期。

3、工程实例分析调整平动周期3.1 本工程位于6度抗震设防区，丙类建筑住宅工程，剪力墙结构，地上层高均为3米，地上层数为30层，建设场地基本风压值w0=0.55kn/㎡，基本雪压s0=0.45kn/㎡，剪力墙抗震等级为三级，各层剪力墙、梁、洞口布置见结构平面布置图1示。

规范条文：新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt 与平动为主的第一周期T1之比，A 级高度高层建筑不应大于0.9；B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。

对于通常的规则单塔楼结构对于通常的规则单塔楼结构，，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt ，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13）对照对照““结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动部振动，，不是第一扭转/平动周期平动周期。

再考察下一个次长周期。

4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大 计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么？ 如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效的是使抗侧力构件的平面布置更有效、、更合理更合理，，使结构不致于出现过大结构不致于出现过大（（相对于侧移相对于侧移））的扭转效应。

一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性X 周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况布置来改善这一状况，，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。

周期比不满足要求 说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调。

整原则是加强结构外圈刚度整原则是加强结构外圈刚度，，削弱结构内筒刚度。

验算周期比的目的验算周期比的目的，，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应应。

F 多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。

如果上部没有连接如果上部没有连接，，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接如果上部有连接，，验算方法尚不清楚。

结构第一周期扭转调整方法2011-04-21 16:34:10| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅规范条文：新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。

一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。

周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是要加强结构外圈，或者削弱内筒。

周期比：主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。

见高规4.3.5及相应的条文说明。

周期比不满足规范要求，说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。

周期比不满足规范要求时的调整方法（转）：1、程序调整：SATWE程序不能实现。

2、结构调整：只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。

由于结构外围的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大，所以总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。

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，削弱需要增大周期方向的刚度。

当结构的第一或第二振型为扭转时，可按以下方法调整：1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。

2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。

见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。

3）当第一振型为扭转时，说明结构的抗扭刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的抗侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。

4）当第二振型为扭转时，说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大，结构的抗扭刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的抗侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的抗侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度，并适当加强结构外围（主要是沿第一振型转角方向）的刚度。

高层建筑结构思考题答案—无错版1.高层建造有哪些常用结构体系？试述每种结构体系的优缺点。

1) 框架结构优点：平面布置灵便，可提供较大的室内空间。

缺点：抗侧移刚度较小，主要用在层数不多、水平荷载较小的状况。

2) 剪力墙结构优点：抗侧移刚度较大，可承受较大的水平荷载。

用于层数较多，水平荷载较大的状况。

缺点：墙体多，难于布置面积较大的房间，主要用于住所、公寓、旅馆等对室内面积要求不大的建造物。

3) 框架－剪力墙结构优点：综合了框架和剪力墙结构的优点，既具有较大的抗水平力能力，又可提供较大的室内空间和较灵便的平面布置。

4) 筒体结构优点：具有更大的抗侧移刚度。

缺点：框筒体系在水平荷载下外框筒的剪力滞后效应较大，结构的潜能和空间效应发挥较差。

2.高层建造的结构平面布置原则？结构平面外形宜容易、规章，质量、刚度和承载力分布宜匀称。

不应采纳严峻不规章的平面布置。

否则会产生过大的偏心，导致扭转过大。

3.分离讲述何时需设防震缝、伸缩缝和沉降缝？缝宽如何确定？伸缩缝：高层建造结构未实行牢靠的构造或施工措施来防止建造物在温度变化过程中产生的温度应力时，需设伸缩缝。

沉降缝：在高层建造中，当建造物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大，从而造成较大差异沉降时，宜设沉降缝将结构划分为自立单元。

防震缝：当建造物平面外形复杂而又无法调节其平面外形和结构布置使之成为较规章的结构时，宜设防震缝将其划分为较容易的几个结构单元。

伸缩缝宽度由线膨胀系数经计算求得。

沉降缝宽度由沉降转角计算后，建造顶部不接触求得。

防震缝的最小宽度是按照地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。

框架，当H≤15m时，δ=100mm设防烈度为6 7 8 9度H每增强5m 4m 3m 2m防震缝宽度增强20mm框架--剪力墙，缝宽为框架的70%，剪力墙，缝宽为框架的50%，缝宽均应≥100mm两侧房屋高度不同时，按较低的房屋高度确定；当两侧结构体系不同时，按不利的不利体系确定。

结构第一扭转/第一平动周期大于0.9该如何处理？高规4.3.5规定结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

在设计过程中往往Tt/T1会大于0.9该怎么处理呢以下是从论坛里看到网友给出的一些意见 ,供大家讨论学习.根据经验，行之有效的办法就是加强建筑物端部的刚度，主要采取的措施有：1.加高建筑端部的梁高，前提是该位置没有阳台，开窗是没有问题的梁可以上翻。

阳台就不行了。

2.有剪力墙的话也可以加厚或者拉长。

3.合理的布局，使得刚度中心与质量中心尽量重合。

楼上的做法加强建筑物端部的刚度不管是加高边梁或拉长边墙都是为了增加了抗扭刚度使第三周期减小，而达到小于0.9的目的，是一个很有效的办法但很多情况就靠加大外围刚度是没效果的，这种情况我们应该调整剪力墙的布置使其尽量均匀来减小扭转周期，这也是达到规范要求的最普遍做法···个人意见，请多指点首先周期比反映的是结构扭转刚度和平动刚度之间的一种比值关系，如果周期比大于0.9的话说明你的结构扭转刚度相对于平动刚度来说小了，地震中会发生扭转严重破坏，，既然周期比反映的是扭转刚度合平动刚度的关系的话很显然，处理办法就是两个：第一增加结构的扭转刚度，第二，减小结构的平动刚度。

那么什么时侯用第一呢，当结构的平动刚度比较合适的时候就是层间相对转角位移比较大（当然不能超过规范限制）这时候可以考虑增加扭转刚度，具体的做法是加强结构周边的梁和柱。

很多新人搞不懂为什么要加强周边，在这里可以举个简单的列子，同志们你们的自行车车架为什么用钢管做而不用相同钢材的钢筋做，一个很重要的因素就是钢管抗扭比钢筋强，当然自行车还涉及到抗压等其他的因素。

用第二种方法的话和第一个相反，就是结构平动刚度比较大而导致平动周期小，着时候考虑消减平动周期，具体做法是消减结构中部刚度，达到降低平动刚度同时增强扭转刚度的目的。