建筑结构抗震设计中的扭转分析

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源，李智明（中信建筑设计研究总院有限公司，武汉430000）[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m，采用框架-剪力墙结构形式，剪力墙为钢筋混凝土剪力墙，框架柱为钢管混凝土柱，属于B级高度建筑，存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。

利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析，并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。

计算结果满足规范要求，可供同类工程设计参考。

[关键词] 框架-剪力墙结构；钢管混凝土柱；性能化设计；楼板损伤分析；穿层柱屈曲分析中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2，包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。

关于扭转效应的理解摘要：由于《建筑与市政工程抗震通用规范》某些条文的文字描述与《建筑抗震设计规范》存在差异，在实施过程中难免会遇到理解上的疑问与偏差，本文就结构考虑扭转效应的影响做相关的理解与阐述。

关键词：通用规范；扭转效应；理解偏差0 引言自住建部发布多部通用规范以来，在具体执行过程中，通用规范相关的条文与原相关设计规范条文的描述存在差异，在相应的理解上难免会存在偏差，本文就《建筑与市政工程抗震通用规范》[1]（以下简称抗通规）和《建筑抗震设计规范》[2]（以下简称抗规）中对结构考虑扭转效应的影响做相关的理解与阐述，以期与同行交流，为实际工程设计提供参考。

1 规范条文如下截图所示，抗通规[1]第4.1.2条第2款提出：“计算各抗侧力构件的水平地震作用效应时，应计入扭转效应的影响”。

抗规[2]第5.1.1条第3款则提出：“质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响”。

如下截图所示。

两本规范的表述略有差异，计入扭转效应的影响时：抗规[2]区分了“质量和刚度分布明显不对称的结构”及“其他情况”；抗通规[1]描述为“各抗侧力构件”。

细读后觉得抗通规[1]的表述更加统一。

即“各抗侧力构件”包括了“质量和刚度分布明显不对称的结构以及其他情况”。

抗通规[1]是全文强制性条文规范，必须严格执行。

那么问题出现了，既然是“包括了”，在考虑扭转效应时是不是各抗侧力构件均需要计入双向水平地震作用呢？在回答此问题之前，我们需要了解扭转效应产生的原因，以及规范考虑扭转效应影响采取的相关具体措施要求。

2 扭转效应理解结合抗规[2]、高规[3]的相关规定，我们对扭转效应产生的原因及规范对应的处理措施，我们逐一理解如下。

2.1 上部结构自身原因引起的扭转效应①当结构竖向抗侧力构件布置不对称、或存在竖向收进等因素将导致结构质量和刚度偏心并引起的扭转效应，如图1a。

谈新《建筑抗震设计规范》中结构扭转位移比计算的解理搞要：2010年，新的《建筑抗震设计规范》GB50011－2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010发布，它们对结构位移比的计算和执行方法有了新的修改，现谈谈本人对此修改的理解。

关键词：结构扭转位移比；《建筑抗震设计规范》；刚性楼盖；给定水平力随着社会经济水平的日益发展，我国高层建筑也渐渐普及。

从公共建筑到住宅小区，由于要考虑到建筑平面功能和立面造型的丰富，相对自由的不规则建筑平面布置成为建筑师们进行建筑方案设计时的一种趋势。

因此，随着建筑物高度的不断增加和不规则平面的日益流行，建筑物在水平力的作用下，结构扭转效应成为结构设计中的重点和难点。

在工程设计中，扭转效应问题首先应从结构布置方案入手，重视概念设计，其中调整平面结构布置方案以减小结构位移比就是一项控制结构扭转效应的最有效方法之一。

2010年，新的《建筑抗震设计规范》GB50011－2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010发布，它们对结构位移比的计算和执行方法有了新的修改，现谈谈本人对此修改的理解。

一、结构扭转位移比的定义和其规范历史背景从1964年我国发布第一部《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）至1989年的《抗规》GBJ11－89，我们规范对建筑体型，结构布置等概念设计的规定很少。

但随着社会经济的发展，建筑物的体型日益复杂，平面日益趋向不规则，工《抗规》GB50011程设计人员的概念设计分析变得越来越重要。

因此，从2001年起，－2001版就增补了很多关于结构概念设计的内容，其中控制结构扭转效应的一项十分重要指标：结构扭转位移比就在该版规范中首次出现了。

按《抗规》GB50011中的表述，扭转位移比应是指楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值。

该条规范规定，当比值≥1.2时为平面扭转不规则，且不宜>1.5。

《建筑构造抗震设计》习题集一．填空题1．地震按其成因可划分为（）、（）、（）和（）四种类型。

2．地震按地震序列可划分为（）、（）和（）。

3．地震按震源深浅不一样可分为（）、（）、（）。

4．地震波可分为（）和（）。

5．体波包括（）和（）。

6．纵波旳传播速度比横波旳传播速度（）。

7．导致建筑物和地表旳破坏重要以（）为主。

8．地震强度一般用（）和（）等反应。

9．震级相差一级，能量就要相差（）倍之多。

10．一般来说，离震中愈近，地震影响愈（），地震烈度愈（）。

11．建筑旳设计特性周期应根据其所在地旳（）和（）来确定。

12．设计地震分组共分（）组，用以体现（）和（）旳影响。

13．抗震设防旳根据是（）。

14．有关构造地震旳成因重要有（）和（）。

15．地震现象表明，纵波使建筑物产生（），剪切波使建筑物产生（），而面波使建筑物既产生（）又产生（）。

16．面波分为（）和（）。

17．根据建筑使用功能旳重要性，按其受地震破坏时产生旳后果，将建筑分为（）、（）、（）、（）四个抗震设防类别。

18．《规范》按场地上建筑物旳震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震（）、（）和（）旳地段。

19．我国《抗震规范》指出建筑场地类别应根据（）和（）划分为四类。

20．饱和砂土液化旳鉴别分分为两步进行，即（）和（）。

21．可液化地基旳抗震措施有（）、（）和（）。

22．场地液化旳危害程度通过（）来反应。

23．场地旳液化等级根据（）来划分。

24．桩基旳抗震验算包括（）和（）两大类。

25．目前，工程中求解构造地震反应旳措施大体可分为两种，即（）和（）。

26．工程中求解自振频率和振型旳近似措施有（）、（）、（）、（）。

27．构造在地震作用下，引起扭转旳原因重要有（）和（）两个。

28．建筑构造抗震验算包括（）和（）。

29．构造旳变形验算包括（）和（）。

30．一幢房屋旳动力性能基本上取决于它旳（）和（）。

31．构造延性和耗能旳大小，决定于构件旳（）及其（）。

结构第一周期扭转调整方法规范条文：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。

十字柱扭转失稳原理1.引言1.1 概述概述部分应该是对整篇文章的概括和简介。

下面是一种可能的写法: 在工程力学领域，十字柱扭转失稳原理是一项重要的研究课题。

十字柱指的是一种具有十字形截面的柱状结构，扭转失稳即该结构在受到扭矩作用时出现的失稳现象。

该原理对于理解和设计十字柱结构的稳定性具有重要作用，因此受到了广泛的关注和研究。

本文将系统地介绍十字柱扭转失稳原理的定义、应用以及对未来研究的展望。

首先，我们将明确十字柱扭转失稳原理的定义，包括其基本概念、相关的力学理论和计算方法。

接着，我们将探讨该原理在实际工程中的应用，包括十字柱结构的设计、优化和改进等方面。

最后，我们将对当前研究的不足之处进行总结，并提出未来相关研究的可能方向和挑战。

通过深入研究十字柱扭转失稳原理，我们可以为相关工程领域提供可靠的理论基础和设计指导，从而提高结构的稳定性和耐久性。

此外，对十字柱扭转失稳原理的深入理解还将为工程力学领域的理论和实践提出新的问题和挑战。

希望本文的研究内容能够对读者有所启发，促进相关领域的进一步发展和创新。

文章结构部分主要是对整篇文章的结构进行概述和说明，以让读者对文章内容的组织和安排有清晰的了解。

在本篇文章中，我们将按照以下几个主要部分来组织和阐述十字柱扭转失稳原理的相关内容：1. 引言部分1.1 概述：对十字柱扭转失稳原理的背景和意义进行介绍，引出文章的研究重点和主题。

1.2 文章结构：本部分，将详细说明整篇文章的组织结构，包括各个章节的内容概述和逻辑关系。

1.3 目的：明确本文的研究目标和意图，以及研究的重要性和应用前景。

2. 正文部分2.1 十字柱扭转失稳原理的定义：详细介绍和解释十字柱扭转失稳原理的概念和相关定义，包括相关的数学模型和理论基础。

2.2 十字柱扭转失稳原理的应用：探讨十字柱扭转失稳原理在实际工程和科学领域的应用和价值，这包括结构工程、材料研究等方面。

3. 结论部分3.1 总结：对整篇文章的主要内容进行概括和总结，强调研究的重要性和结果的意义。

关于结构对扭转不规则控制方法的讨论摘要：这几年伴随着苏州经济的腾飞，在市区，园区，以及新区你都能看到很多形状各异的高楼大厦在不断的拔地而起。

可是建筑外形越复杂，平面凹凸越严重，那对于建筑本身的结构整体性能的控制条件也就越严格。

可是做设计的都知道，在抗震规范要求：一方面要求结构布置规则、对称，关键是要求平面布置刚度均匀，减少扭转。

另一方面要求加强结构的抗扭刚度和抗扭承载力。

可是对于那些平面凹凸不规则，竖向刚度不规则的结构很难满足这些要求，因此这就给我们设计者带来很多矛盾，即要满足规范要求，又要满足建筑的外观可行性，在日常设计中如何找到这个平衡点就是我们为之努力的方向。

关键词：刚度比周期比位移比剪重比关于结构对扭转不规则的控制方法，主要从以下几个方面去控制：一，刚度比的控制：体现结构整体上下匀称度的指标。

二，周期比的控制：体现抗扭刚度的大小，不至结构地震时轻易产生扭转破坏。

三，位移比的控制：扭转不规则时的一控制参数，反映了结构的扭转效应。

四，剪重比的控制：保证结构有足够的抗剪能力（与抗震影响系数有内在联系),不至太脆弱。

以下对这四个方面分别进行阐述：刚度比的控制规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大。

规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，直观的来说，层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度。

高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。

高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。

层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一，对结构的薄弱层，规范要求其地震剪力放大 1.15，这里程序将由用户自行控制。

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析摘要：建筑结构设计是非常重要的，尤其是在隔震和减震方面，必须要提高这方面的重视程度。

在建筑工作开展的过程中科学合理的抗震措施能够让建筑结构设计的质量不断地提升，并且在一定程度上还能够发挥其作用。

只有保证建筑结构设计满足实际的建设需求，才能够让建筑的安全性和稳定性进一步提升，为人们的生命和财产安全提供一定的保障。

基于此，对建筑结构设计中的隔震减震措施浅析进行研究，仅供参考。

关键词：建筑结构设计；隔震措施；减震措施引言随着建筑业的快速发展，人们对建筑安全提出了更高的要求，积极应用隔震振动技术具有重要意义。

当前，我国在隔振减振技术领域进行了大量研究和应用，针对不同建筑结构开发了多种不同的隔振减振技术，大大提高了建筑结构的稳定性。

但同时也不能忽视绝缘振动技术的不足，如应用规范不完善和难以普及等。

面对这些问题，有关部门有必要好好控制和进一步优化现有技术，使其朝着标准化的方向发展。

1隔震减震技术的发展隔震控制技术的核心在于地震能量的分辨力，类似于“太极推手”。

它起源于20世纪中叶，通过碎石层实现了移动绝缘。

此后，各国对绝缘控制技术进行了相应的研究，取得了许多成果。

20世纪70年代，新西兰科学家提出了铅基橡胶轴承，极大地促进了绝缘控制技术的发展。

隔震控制技术在我国的第一个应用是1993年安阳粮油综合体建成的。

到20世纪末，我国的主要研究重点是橡胶轴承绝缘结构等，逐渐形成了一套比较完整、系统的技术，为随后的科学研究奠定了坚实的基础。

冲击阻尼技术的核心在于可以降低到建筑物可接受范围的地震能量消耗。

中国的阻尼控制技术最早出现于1980年代，在20世纪末迅速发展。

2001年，中国《建筑物抗震设计规范》(gb 50011—2010)明确规定了消能技术及其他相关内容。

2013年，中国制定了建筑能耗和阻尼技术规范(JGJ 297-2013)。

此后，中国能源耗竭技术得到广泛应用，发挥了决定性作用。