如何计算限制建筑结构不规则性?
如何计算限制建筑结构不规则性?
结构平面布置要限制结构的扭转效应。国内、外历次大地震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构,在地震中受到严重的破坏。国内一些振动台模型试验结果也表明,扭转效应会导致结构的严重破坏。对结构的扭转效应需从两个方面加以限制: (1)限制结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
规定单向地震作用扭转变形的计算应考虑偶然偏心的影响(详见(高规》第3。3。3条),楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1。2倍,不应大于该楼层平均值的1。5倍B级。 高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1。
2倍,不应大于该楼层平均值的1。4倍。 (2)限制结构的抗扭刚度不能太弱。关键是限制结构扭转为主的第一自振周期`T_1`与平动为主的第一自振周期`T_1`之比。当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应明显增大。结构扭转为主的第一自振周期T:与平动为主的第一自振周期T,之比,A级高度高层建筑不应大于0。
9, B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0。85O 不满足以上要求时,宜调整抗侧力结构的布置,增大结构的抗扭刚度。如在满足层间位移比的情况下,减小某些(中部)竖向构件刚度,增大平动周期,加大端部竖向构件抗扭刚度,减小扭转周期。
扭转祸联振动的主方向,可通过计算振型方向因子来判断。在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中,当转动方向因子大于0。5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。 多高层建筑结构,经计算若周期比`T_1`/`T_1`。小于0。5,则相对扭转振动效应ΘR/Υ。
一般较小(Θ,R分别为扭转角和结构的回转半径。ΘR表示由于扭转产生的离质心距离为回转半径处的位移,Υ为质心位移),即使结构的刚度偏心很大,偏心距。达到0。7R,其相对扭转变形ΘR/Υ值亦仅为0。2。而当周期比`T_1`/`T_1`。大于0。85以后,相对扭振效应ΘR/Υ值急剧增加。
即使刚度偏心很小,偏心距E仅为0。1R,当周期比`T_1`/`T_1`等于0。85时,相对扭转变形ΘR/Υ值可达0。25;当周期比`T_1`/`T_1`接近1时,相对扭转变形ΘR/Υ值可达0。5。由此可见,抗震设计中应采取措施减小周期比`T_1`/`T_1`值,使结构具有必要的抗扭刚度。
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