文/ 楊宇 遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110005

1、概述

周期比控制什么? 如同位移比的控制一樣，周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對(duì)關(guān)系，而非其絕對(duì)大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不至于出現(xiàn)過(guò)大(相對(duì)于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。一句話，周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性

周期比是新高規(guī)的3.4.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1 之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9;B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。

周期比不滿足要求，如何調(diào)整?一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過(guò)調(diào)整平面布置來(lái)改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較大，總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圈剛度，削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)筒剛度。

2、周期比的調(diào)整方法

當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸（一般都靠近X軸和Y軸）方向的側(cè)移剛度過(guò)小，此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。

當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)其中一主軸（側(cè)移剛度較小方向）的側(cè)移剛度是合理的；但相對(duì)于另一主軸（側(cè)移剛度較大方向）的側(cè)移剛度則過(guò)小，此時(shí)宜適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿側(cè)移剛度較大方向）的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿側(cè)移剛度較大方向的剛度。

1）最有效原則： 削弱內(nèi)部剛度，增強(qiáng)周邊剛度，盡量周邊均勻?qū)ΨQ連續(xù)；

2）有較大凹入的部位加拉梁；

3）看看位移，將位移大的地方加拉梁，或者加大梁截面，加厚板；

4）增加外圍梁截面，特別加強(qiáng)角部，和抗震墻部位的梁截面。

電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn)：

(1)計(jì)算結(jié)果詳周期、地震力與振型輸出文件(WZQ.OUT)。因SATWE電算結(jié)果中并未直接給出周期比，故對(duì)于通常的規(guī)則單塔樓結(jié)構(gòu)，需人工按如下步驟驗(yàn)算周期比:

a）根據(jù)各振型的兩個(gè)平動(dòng)系數(shù)和一個(gè)扭轉(zhuǎn)系數(shù)(三者之和等于1)判別各振型分別是扭轉(zhuǎn)為主的振型（也稱扭振振型）還是平動(dòng)為主的振型（也稱側(cè)振振型）。

一般情況下，當(dāng)扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5時(shí)，可認(rèn)為該振型是扭振振型，反之應(yīng)為側(cè)振振型。當(dāng)然，對(duì)某些極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還應(yīng)結(jié)合主振型信息來(lái)進(jìn)行判斷；

b）周期最長(zhǎng)的扭振振型對(duì)應(yīng)的就是第一扭振周期Tt，周期最長(zhǎng)的側(cè)振振型對(duì)應(yīng)的就是第一側(cè)振周期T1；

c）計(jì)算Tt / T1，看是否超過(guò)0.9(0.85)。對(duì)于多塔結(jié)構(gòu)周期比，不能直接按上面的方法驗(yàn)算，這時(shí)應(yīng)該將多塔結(jié)構(gòu)分成多個(gè)單塔，按多個(gè)結(jié)構(gòu)分別計(jì)算、分別驗(yàn)算(注意不是在同一結(jié)構(gòu)中定義多塔，而是按塔分成多個(gè)結(jié)構(gòu))。

(2)對(duì)于剛度均勻的結(jié)構(gòu)，在考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，一般來(lái)說(shuō)前兩個(gè)或幾個(gè)振型為其主振型，但對(duì)于剛度不均勻的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，上述規(guī)律不一定存在?？傊诟邔咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使得扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)靠前，以減小震害。SATWE程序中給出了各振型對(duì)基底剪力貢獻(xiàn)比例的計(jì)算功能，通過(guò)參數(shù)Ratio(振型的基底剪力占總基底剪力的百分比)可以判斷出那個(gè)振型是X方向或Y方向的主振型，并可查看以及每個(gè)振型對(duì)基底剪力的貢獻(xiàn)大小。

(3)振型分解反應(yīng)譜法分析計(jì)算周期，地震力時(shí)，還應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題，即計(jì)算模型的選擇與振型數(shù)的確定。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)全樓作剛性樓板假定后，計(jì)算時(shí)宜選擇“側(cè)剛模型”進(jìn)行計(jì)算。而當(dāng)結(jié)構(gòu)定義有彈性樓板時(shí)則應(yīng)選擇“總剛模型”進(jìn)行計(jì)算較為合理。至于振型數(shù)的確定，應(yīng)按上述[高規(guī)]5.1.13條執(zhí)行，振型數(shù)是否足夠，應(yīng)以計(jì)算振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%作為唯一的條件進(jìn)行判別。

(4)如同位移比的控制一樣，周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對(duì)關(guān)系，而非其絕對(duì)大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不至于出現(xiàn)過(guò)大（相對(duì)于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。即周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性?？紤]周期比限制以后，以前看來(lái)規(guī)整的結(jié)構(gòu)平面，從新規(guī)范的角度來(lái)看，可能成為“平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)”。一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過(guò)調(diào)整平面布置來(lái)改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，總的調(diào)整原則是要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圈，或者削弱內(nèi)筒。

(5)扭轉(zhuǎn)周期控制及調(diào)整難度較大，要查出問(wèn)題關(guān)鍵所在，采取相應(yīng)措施，才能有效解決問(wèn)題。

a)扭轉(zhuǎn)周期大小與剛心和形心的偏心距大小無(wú)關(guān)，只與樓層抗扭剛度有關(guān)；

b)剪力墻全部按照同一主軸兩向正交布置時(shí)，較易滿足；周邊墻與核心筒墻成斜交布置時(shí)要注意檢查是否滿足；

c)當(dāng)不滿足周期限制時(shí)，若層位移角控制潛力較大，宜減小結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件剛度，增大平動(dòng)周期；

d)當(dāng)不滿足周期限制時(shí)，且層位移角控制潛力不大，應(yīng)檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的層，若存在應(yīng)加強(qiáng)該層的抗扭剛度；

e)當(dāng)不滿足扭轉(zhuǎn)周期限制，且層位移角控制潛力不大，各層抗扭剛度無(wú)突變，說(shuō)明核心筒平面尺度與結(jié)構(gòu)總高度之比偏小，應(yīng)加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墻厚，增大核心筒的抗扭剛度；

f)當(dāng)計(jì)算中發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)為第一振型，應(yīng)設(shè)法在建筑物周圍布置剪力墻，不應(yīng)采取只通過(guò)加大中部剪力墻的剛度措施來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

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