偏心裙房高层建筑非规则结构的抗扭设计分析及实例

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现代高层建筑常因建筑功能及立面的要求而出现各类非规则结构形式。其中扭转不规则问题较为突出和常见。此类建筑的延性较差,地震时结构扭转破坏具有突发性,震害严重,因此设计中必须对结构的扭转效应进行控制。“高规”通过扭转周期比和扭转位移比双重控制指标对结构扭转效应进行控制。复杂非规则结构设计中如何采取措施以同时满足两个控制指标是每个结构设计者必须面临的问题,也是较难处理的问题,因此对其进行研究是十分必要的。本文首先探讨了结构扭转的影响因素,对国内外关于扭转问题研究现状进行了综述,并阐述了我国现行规范对结构扭转控制的相关规定。随后以重庆某一偏心裙房高层建筑为例,对其进行抗扭设计,经过大量的方案计算比选,得到了合适的满足抗扭设计要求的结构方案,并在此基础上探讨了偏心裙房高层建筑抗扭控制方法。通过以上分析研究得出的主要成果有:①非规则高层建筑结构设计必须按照规范规定的扭转周期比和扭转位移比双重扭转指标进行控制。当不满足要求时,可采取措施调整结构布置,通过“均匀、分散、对称、周边”的布置原则重新布置剪力墙,使得结构平面的质心和刚心尽量接近。如果结构的平动刚度过大,而转动刚度不够的时候,就不仅要在结构周边增加剪力墙以增加结构的扭转刚度,同时也要减小结构平面中部的剪力墙数量以及厚度,以减小结构的平动刚度。②对重庆某偏心裙房结构进行抗扭设计,给出了满足要求的抗扭结构设计方案。③探讨了偏心裙房结构的抗扭控制设计。对于偏心裙房高层建筑结构应尽量调整上部塔楼刚心与质心接近,且应尽量与裙房刚心接近,即刚心应尽量在一竖直线上,而不是分别调整每层的刚心、质心接近。若裙房部分扭转位移比调整确有困难,且层间位移远小于规范限值(如为1/3~1/5)时,建议可适当放宽扭转位移比要求。具体放宽量值有待深入研究。
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