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1、 学术发表和写作资源平台： QQ：275252867论文发表联系方式论文发表联系方式 qq：278121888建筑结构论文格式设计论文：试论建筑结构中的抗扭设计摘要:文章详细阐述了建筑结构中的扭转类型,全面分析了建筑结构中扭转问题产生的 原因,进一步针对存在的问题提出完善建筑结构中抗扭设计的措施。 关键词:建筑结构扭转类型抗扭设计措施 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们更加注重建筑的美观,复杂体型的建 筑越来越多,对建筑结构设计也提出了更高的要求。现在大部分建筑物由于建筑功能和立面 效果的需要,往往形成结构规范所规定的不规则建筑,为了提高建筑物的抗扭能力,在这方面 提出了很多定性、定
2、量的要求,是控制结构扭转效应的重要指标;其控制的是侧向刚度与扭 转刚度的相对关系,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出 现过大的扭转效应。也就是说,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布局合理。一、建筑结构的扭转类型 在建筑结构中,结构处于受扭的情况是不少的,但是处于扭转单独作用下的情况则不多, 大多都是复合受扭。过去在结构设计中,由于采用现浇钢筋混凝土结构,或截面尺寸较大的 预制板构件,相当于弯矩、轴向力和剪力而言,扭转属于次要因素,往往可忽略其影响或者采 用保守的计算和构造措施来处理。随着高强材料的发展,在各种工程结构中广泛采用钢筋混 凝土和预应力混凝土薄
3、壁构件,结构跨度也不断扩大,以及抗震要求的提高,都使扭转的作用 突出起来。因为结构的受扭情况极为复杂,分清结构的受扭的性质是构件抗扭设计的关键。 试验研究说明,根据扭矩形成的原因,结构的扭转可以分为以下两种类型: 1、平衡性扭转 在结构中,由于平衡条件引起的扭转成为平衡扭转。例如支撑悬臂板的梁,由悬臂板荷 载产生的外扭矩作用下,梁内不会发生内力重分布,梁的设计扭矩不能减小。因此在设计中 必须用梁的抗扭能力来平衡外界作用的全部扭矩。 2、协调性扭转 在结构中,由于相邻构件的弯曲转动受到支撑构件扭转刚度提供的约束,而在支撑构件 中引起的扭转称为协调扭转。例如楼面梁支撑点的弯曲转动,使边梁受扭即属于
4、协调扭转。 边梁的设计扭矩是由支撑点的扭住变形协调条件确定的,不是为了平衡外界作用的扭矩。根 据构件的受扭特性,扭转可以分为以下二种类型: 3、任意扭转 当构件在扭矩作用下,各横截面不受约束影响,可以自由翘曲而产 生相同的翘曲变形,纵向纤维没有伸长或缩短,因而横截面上没有正应力,只要剪应力时, 这种扭转称为任意扭转。 4、约束扭转 构件在扭矩作用下,如果杆端横截面受到约束不能自由翘曲,或者各横截面的翘曲程度 彼此不同,则纵向纤维产生线应变,因而横截面上除有剪应力外还有正应力,这种扭转称为约 束扭转。 二、建筑结构中扭转问题产生的原因 人们物质文化生活的丰富,随着也对建筑功能和形式的要求越来越多
5、样。建筑师为了迎 合人们的这种需求,越来越倾向于设计出平面和立面都很复杂的建筑,在高层住宅建筑中,因 考虑到多用户型,采光通风及住户私密性的要求,大量采用风车形、井字形联体结构的平面 布置,甚至将这两种结构布置组合在一起形成哑铃状的平面结构布置方案。风车形这类建筑学术发表和写作资源平台： QQ：275252867论文发表联系方式论文发表联系方式 qq：278121888平面有较大的外伸长度,剪力墙主要集中在中间的楼、电梯间部位,各个单元之间连接部分 开洞较多,联系较薄弱;哑铃状这类建筑平面通常长宽比较大,结构的质量集中在两端且由于 偶然偏心很大,对结构的受力很不利。 三、建筑结构扭转设计的完善
6、措施 1、建筑结构的预先布置 (1)控制结构的高宽比高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要矛盾,而且随着 高度增加,倾覆力矩也将迅速增大,因此,建造宽度很小的建筑物是不合适的。一般应将结构 的高宽比控制在 56 以下,当设防烈度在 8 度以上时,高宽比限制应更严格一些。 (2)结构的平面布置当建筑物长度较大时,在风力作用下,也会出现因风力不均匀及风向 紊乱变化而引起的结构扭转、楼板平面挠曲等现象。为了避免楼板变形带来的复杂受力情 况,建筑物长度应加以限制。当设防烈度为 6 度和 7 度时,长宽比不宜超过 6;当设防烈度等 于或大于 8 度时,长宽比不宜超过 5。无论是板 3.1 水性化由
7、于溶剂型涂料对环境和人类健 康危害都很大,因此,世界各国都十分重视发展水性建筑涂料,并制订有关法规,严格限制建筑 涂料中 VOCs(有机挥发物质)的含量。使用溶剂型建筑涂料的比例越来越小,取而代之的是 水性建筑涂料。由于水性建筑涂料具有技术先进、工艺简洁、低能耗、低排放、安全无毒 等优点。建筑涂料水性化就成了未来建筑涂料发展的必然方向,有着非常广阔的发展前景。 2、提高建筑结构中抗扭设计的技术水平 (1)高层建筑宜调整平面形状和结构布置,避免结构平面不规则;当建筑物平面形状复杂 而又无法调整其平面形状和结构布置,使之成为较规则的结构时,可设置防震缝将其划分为 较简单的几个结构单元。 (2)在规
8、则平面中,如结构刚度不对称,仍会产生扭转,所以,在布置抗侧力结构时,应尽量 均衡地布置抗侧力构件,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,避免过大的偏心而导致结 构产生较大的扭转效应。 (3)如计算出的周期比 Tt/T1 仍不能满足规范要求,有时仅依靠调整抗侧力构件的刚度, 很难达到理想的效果,应调整抗侧力构件的布置,增大结构的抗扭刚度。调整时如结构的层 间位移角刚刚满足规范,结构刚度富裕量不大,可以均衡地加强结构外圈刚度;如结构的层间 位移角远小于规范限值,结构刚度富裕量很大,可以在加强结构外圈刚度的同时,均衡地削弱 结构内筒中心抗侧力构件的刚度,效果更为明显。 (4)抗侧力构件应按“均匀、分散
9、、对称、周边”的原则,使平面刚度分布均匀,并使平面刚 心和质心尽可能地接近。 (5)加大周边构件的截面,加大内筒与周边剪力墙主要连接构件的截面,能增强结构整体 性,从而有效增加抗侧刚度,减小层问侧向位移。 3、提高建筑结构的整体抗扭能力 (1)借助材料力学抗扭刚度概念,高层建筑结构从整体分析角度出发,剪力墙按“均匀、分 散、对称、周边”的原则布置外还应符合以下要求,在抗扭刚度角度上,剪力墙分量(主要是长 度)丛外到里逐步减少,从抗侧移刚度角度上,剪力墙分量直线上均匀分布。 (2)由于转换层上下的剪切刚度比和建筑专业的限制,在无法增加落地剪力墙情况下,可 在转换层以上的较长的墙肢中间开洞,这样可
10、在扭转刚度降低不多情况下有效地降低转换层 上层的剪切刚度,从而有效地降低剪切刚度比。 结语: 实践表明,合理的结构布置是保证结构具备有效抗扭能力的决定性因素,并直接关系到 建筑物抗震性能的优劣,扭转效应是空间的作用,在概念设计时应从结构的整体出发,应综合学术发表和写作资源平台： QQ：275252867论文发表联系方式论文发表联系方式 qq：278121888各种因素合理地布置结构的抗侧力构件是结构设计的关键所在。总之,建筑结构中抗扭设计 技术的提高不仅有利于建筑环境的改善,而且是今后建筑业发展的趋势。 参考文献: 1GB500112001.建筑抗震设计规范S. 2JGJ32002(J186-2002),高层建筑混凝土结构技术规程S. 3许仲术.化学建材J.浅谈建筑装饰涂料,2004(7). 4徐分,李玫.装饰美术M.东南大学出版社,1997. 5胡国祥,张定成.化学建材J.我国建筑涂料生产和应用现状,1999(2). 6卢叙默.广东化工J.论涂料与城市规划设计,2008(7). 7郑志坚.综合论述J.建筑涂料综述,2000(10). 8汪维,王雪松,杨卫疆,等.化学建材J.建筑涂料的可持续发展理论综述,2002(2). 9丁浩,陈荣坤.产业透视J.建筑涂料的制造使用特点与室内空气质量,2004(16).
