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1、不规则结构方案调整的几种主要方法 - 结构理论 （一） 、工程算例 1 1、工程概况某工程为一幢高层住宅建筑，纯剪力墙结构，结构外形呈对称 Y 形。一层地下室，地上共 23 层，层高 2.8m 。工程按 8 度抗震烈 度设防，地震基本加速度为 0.2g,建筑抗震等级为二级，计算中考虑 偶然偏心的影响。其结构平面图如图 1 所示。图 1 结构平面图2、这个工程的主要特点是：（1）每一个楼层沿 Y 向对称。（2）结构的角部布置了一定数量的角窗 。（3）结构平面沿 Y 向凹进的尺寸 10.2m ， Y 向投影方向总尺寸 为 22.3m。开口率达 45%，大于相应投影方向总尺寸的 30%，属于 平面布
2、置不规则结构，对结构抗震性能不利。3、本工程在初步设计时，结构外墙取 250 厚，内墙取 200 厚。经 试算结果如下：结构周期：T1=1.4995s，平动系数：0.21(X)，扭转系数：0.79T2=1.0954s，平动系数：0.79(X)，扭转系数：0.21 T3=1.0768s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00周期比：T1/T2=1.37，T1/T3=1.39最大层间位移比：1.54最大值层间位移角: 1/11634、通过对上述计算结果的分析可以看出，该结构不仅周期比大于 规范规定的 0.9 限值，而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也 超过 1.5 的最高限值。经过分析我们
3、得知，之所以产生这样的结果，主要是由于结构的 抗扭转能力太差引起的。5、为了有效地提高结构的抗扭转能力，经与建筑协商，在该结构 的深开口处每隔 3 层布置两道高 1m 的拉梁，拉梁间布置 200mm 厚 的连接板（如图 2 所示） 。图 2 加梁和板后结构平面图经过上述调整后，计算结果如下：T1=1.3383s，平动系数：0.22(X)，扭转系数：0.78T2=1.0775s，平动系数：0.78(X)，扭转系数：0.22T3=1.0488s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00周期比：T1/T2=1.24，T1/T3=1.28最大层间位移比：1.48 最大值层间位移角: 1/1250.
4、6、从上述结果中可以看出，由于设置了拉梁和连接板，使结构的 整体性有所提高，抗扭转能力得到了一定的改善。结构的周期比和 位移比均有所降低，但仍不满足要求。经过分析得知，一方面，必须进一步提高结构的抗扭转能力以控 制周期比；另一方面，结构的最大位移值出现在角窗部位，因此， 控制最大位移值就成为改善位移比的关键。为此，对本工程采取如下措施：（1）尽量加大将周边砼构件的刚度。具体做法是将结构外围剪力 墙厚增加到 300 以提高抗扭转能力。（2）将角窗处的折梁按反梁设计，其断面尺寸由原来的 200*310 改为 350*1000，从而控制其最大位移。（3）将外墙洞口高度由 2490mm 降为 2000
5、mm ，以增大周边构件 连梁的刚度。（4）加大结构内部剪力墙洞口的宽度和高度，以降低结构内部的 刚度。经过上述调整后，计算结果如下：T1=1.0250s，平动系数：1.00(X)，扭转系数：0.00T2=0.9963s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00T3=0.8820s，平动系数：0.00， 扭转系数：1.00周期比：T3/T1=0.86； T3/T2=0.88 最大层间位移比：1.29最大值层间位移角: 1/1566该工程最大最大层间位移比为 1.29，根据复杂高层建筑结构设 计建议的表 7.2.31(如下表所示) 可知，本工程在小震下最大水平 层间位移角限值为 1/1240，
6、满足要求。表 7.2.3扭转变形指标 =Umax/U 1.2 1.3 1.41.5 1.6 1.7 1.8中震下最大水平层间位移角限值/0 2.8 2.26 1.81 1.4 1.05 0.74 0.47小震下最大水平层间位移角限值/0 1 1/1.24 1/1.55 1/2 1/2.67 1/3.78 1/67、通过以上调整后，可以看出结构的整体抗扭转能力得到了很大 的提高，周期比和位移比都能满足规范要求，设计合理。8、对于角窗结构，宜在角窗处的楼板内设置暗梁等措施以提高结 构端部的整体性。（二） 、工程算例 221、工程概况某超高层商办楼，主楼 41 层，结构高度为.m，地下室 共层，深
7、19.5m。结构体系为钢筋混凝土筒体和框架组成的钢 混结构体系，框架由钢骨混凝土(SRC) 柱和钢柱组成。本工程按度 抗震烈度设防，建筑抗震等级按二级，因工程平面体形复杂，构造措施按一级其结构平面图如图 1 所示：图 1 结构平面图2、工程特点本工程筒体刚度大，但延性较差。结构初算侧移很小，但平扭周 期比偏大，在地震作用下质心与其它角点以及与边缘点的位移比亦 不满足要求。究其原因，因筒体偏离整个平面较大，中部联接板带 尺寸过小。3、调整方法a、剪力墙核心筒开计算洞以降低刚度；b、结构角部加水平隅撑以加强结构边缘节点的约束；c、薄弱层楼板加厚以提高楼板刚度，增加结构水平的协调能力。d、筒体内主要
8、角部暗埋了竖向 H 型钢，在周边连梁内暗埋 H 型 钢 ，以提高筒体的延性。4、计算结果结构自振周期计算结果如下表所示：Mode No Period Angle Movement Torsion1 4.8103 14.53 0.93 0.072 3.8697 97.38 0.85 0.15 3 3.1442 136.60 0.23 0.77周期比：T3/T1=0.653；T3/T2=0.813 ；地震作用下的位移比均小于 1.4。地震作用下的最大层间相对位移： X 向为 1/1220， Y 向为 1/1328；参 考 文 献1、孙昱斌 吕方宏 某平面不规则高层建筑的结构设计 PKPM 新 天地 2003 第 5 期2、孙昱斌 高层建筑扭转效应的改善 PKPM 新天地 2003 第 2 期
