摘要：通過對高層結(jié)構(gòu)計算中周期比的具體分析，找出結(jié)構(gòu)抗震的薄弱部位，以解決目前高層結(jié)構(gòu)計算中，扭轉(zhuǎn)周期比超限的問題。
　　關(guān)鍵詞高層，周期比，扭轉(zhuǎn)
　　
　　1.引言
　　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關(guān)系，而非其絕對大小，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)不致于出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。所以說周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性。2008年汶川地震表明：建筑平面不規(guī)則和扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)在地震中極易發(fā)生扭轉(zhuǎn)脆性破壞，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)整體倒塌事故。因此在高層結(jié)構(gòu)布置初期，就應(yīng)該使抗側(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)過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，增強抗扭轉(zhuǎn)能力。
　　2.周期比的確定
　　《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）第3.4.5條：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。周期比不滿足規(guī)范的要求，說明該結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效明顯，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)需要增大結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度，或降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度，最好同時進行，來增強結(jié)構(gòu)的整體抗扭轉(zhuǎn)能力。
　　限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。關(guān)鍵是限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比。當兩者接近時，由于振動耦聯(lián)的影響，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動的主振型，可通過計算振型方向因子來判斷。在兩個平動和一個扭轉(zhuǎn)方向因子中，當扭轉(zhuǎn)方向因子大于0.5時，則該振型可認為是扭轉(zhuǎn)為主的振型。高層結(jié)構(gòu)沿兩個正交方向各有一個平動為主的第一振型周期，Tl是指剛度較弱方向的平動為主的第一振型周期，對剛度較強方向的平動為主的第一振型周期與扭轉(zhuǎn)為主的第一振型周期Tt的比值。高層建筑結(jié)構(gòu)當偏心率較小時，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比一般能滿足本條規(guī)定的限值，但其周期比有的會超過限值，必須使位移比和周期比都滿足限值，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，保證結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小。當結(jié)構(gòu)的偏心率較大時，如結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比能滿足本條規(guī)定的上限值，則周期比一般都能滿足限值。
　　3.周期比的控制方法
　　總的調(diào)整原則是增大結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度，或降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度。具體方法有：增加剪力墻之間的連梁數(shù)、增大連接板的厚度、盡量減少角窗。Ⅰ.盡量加大周邊構(gòu)件截面，增大平面抗扭剛度；Ⅱ.加厚離質(zhì)心較遠處的剪力墻厚度，使質(zhì)心剛心偏心率顯著改善；Ⅲ.平面凹凸不規(guī)則處加拉梁，有條件的應(yīng)增設(shè)拉接樓板；Ⅳ.中間剛度很大的筒體可加開結(jié)構(gòu)洞以減小剛度偏心，樓板薄弱處局部加厚。
　　4.實例
　　以某30層住宅，高度為96.50米，抗震設(shè)防烈度7度,地震加速度0.15g,設(shè)計地震分組第一組，剪力墻抗震等級為二級，基本風(fēng)壓（100年）0.75KN/m2。平面布置圖見圖1。
　　
　　
　　本工程采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的SATWE程序進行設(shè)計，計算中采用樓板剛性假定，考慮偶然偏心影響，生成WZQ.OUT文件。
　　振型號周期轉(zhuǎn)角平動系數(shù)(X+Y)扭轉(zhuǎn)系數(shù)
　　11.9680178.631.00(1.00+0.00)0.00
　　21.9436119.410.00(0.00+0.00)1.00
　　31.530988.541.00(0.00+1.00)0.00
　　40.5562175.610.38(0.38+0.00)0.62
　　試算結(jié)果結(jié)構(gòu)周期比為1.9463/1.9680=0.9889>0.9不滿足規(guī)范要求的0.9，于是平面做如下調(diào)整：
　　生成的WZQ.OUT文件：
　　振型號周期轉(zhuǎn)角平動系數(shù)(X+Y)扭轉(zhuǎn)系數(shù)
　　12.557591.051.00(0.00+1.00)0.00
　　21.87081.030.93(0.93+0.00)0.07
　　31.44570.100.07(0.07+0.00)0.93
　　40.5754103.001.00(0.05+0.95)0.00
　　調(diào)整后結(jié)構(gòu)周期比為1.4457/2.5575=0.56<0.9，滿足了規(guī)范要求的0.9。因此說，通過增大結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度，或降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度，可以使周期比滿足規(guī)范要求。
　　5.結(jié)論
　　在高層結(jié)構(gòu)初步設(shè)計階段，就應(yīng)改注意豎向抗側(cè)力構(gòu)件的布置合理化，與其他專業(yè)及時溝通，以保證整體結(jié)構(gòu)具有足夠的抗扭剛度，以免在施工圖設(shè)計階段再進行修改，給別人和自己造成不必要的麻煩。
　　參考文獻
　　1.《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010
　　2.《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2010
　　3.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010