平面L形高層建築結構的剛度中心與質量中心偏離較大,在水平地震作用下平移振動與扭轉振動扭耦合。
L形高層建築結構在地震作用下的扭轉振動是難以避免的。其原因在於:不僅地面的扭轉運動(地面運動的相位差)將引發建築物的扭轉振動;而且建築物質量分布平面和豎向不均勻、結構平面布置的不規則,結構剛度計算的局限性、設計假定的正確程度以及抗扭構件的非對稱性等都會引起建築物產生扭轉效應。
基本介紹
- 中文名：扭轉效應
- 常見：L形高層建築結構
- 主要原因：設計不合理
- 領域：建築技術
L形結構的動力特徵參數研究,影響因素,
L形結構的動力特徵參數研究
影響結構扭轉效應的主要因素有:樓層偏心距、偏心層樓層位置、強度偏心距、結構基本周期、頻率比等。反應扭轉振動效應在文獻中引入了θr/u:即結構頂部相對扭轉回響。
θr/u=θr/u(e/r,Tt/Tl)
其中,e/r為相對偏心矩,Tt/Tl為扭轉振動為主的第一周期與平動為主的第一周期之比。在一定範圍內,e/r值越大則也越大,即扭轉效應也越顯著。這與結構平面布置中,要求結構布置均勻,對稱,力求剛度中心與長期荷載作用中心儘可能接近,以便減少扭矩是一致的。
影響因素
提高構件的抗扭剛度可以降低扭轉效應,為有效提高扭轉剛度,應儘可能合理地布置具有較高抗扭剛度的構件在結構的適當位置。其次,結構抗扭剛度不能太弱,關鍵是限制結構扭轉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,由於振動耦聯的影響,結構的扭轉效應明顯增大。抗震設計中應採取措施減小Tt/Tl的比值,使結構具有必要的抗扭剛度。周期是表達結構動力特徵的重要指標,在巨觀上反映結構物剛度。一般結構設計經驗,前兩個周期是平動周期,第三周期是扭轉首周期。
L形建築結構的前兩個周期均為平扭混合周期。對於這樣的異常情況的處理,要求我們對建築結構周期有深入的理解。T1,T2,T3,…的排列,表面上是按周期長短順序排列,但深層含義是按結構振動方向的強弱排列,所以上面T1,T2,T3,…排列,表明X平動最弱,Y平動強之,扭轉再強之。另外結構振動是由不同振型疊加而成的,不同振型的參與度是不同的。T1對應第一振型,其參與度是最大的,往後逐漸減少。《高規》4.3.5“複雜高層建築結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比不應大於0.85”,目的就是控制建築結構的扭轉效應。
偏心率是影響結構扭轉效應的重要因素之一。分析表明L形建築結構偏心率比規則建築結構大,因此,有關規範規定不規則建築結構的偏心率不應大於15%,旨在控制扭轉效應.
