(整理)結(jié)構(gòu)第一周期扭轉(zhuǎn)調(diào)整方法

1、精品文檔轉(zhuǎn)帖結(jié)構(gòu)第一周期扭轉(zhuǎn)調(diào)整方法2規(guī)范條文：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期 Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1 之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9; B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85 o一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善這一狀 況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要 求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，總的調(diào)整原則是要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外 圈，或者削弱內(nèi)筒。周期比：主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。見高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說明。周

2、期比不 滿足規(guī)范要求，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大，結(jié) 構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。周期比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法（轉(zhuǎn)）：1、程序調(diào)整：SATWE序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。由于結(jié)構(gòu)外 圍的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度貢獻(xiàn)最大，所以總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外 圍墻、柱或梁的剛度，或適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度。利用結(jié)構(gòu)剛度與周 期的反比關(guān)系，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，加強(qiáng)需要減小周期方向（包括平動(dòng)方向 和扭轉(zhuǎn)方向）的剛度，削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振 型為扭轉(zhuǎn)時(shí)，可按以下方法調(diào)整：1） SATWIE序中的振型是以其周期的

3、長短排序的。2）結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性 （周期和振型）宜 相近”。3）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸（第二振型轉(zhuǎn) 角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向，一般都靠近 X軸和Y軸）的抗側(cè)移剛度過小，此 時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。4）當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)移剛度相差較大，結(jié) 構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度是合理的； 但相對(duì)于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度則過小，此時(shí)宜適當(dāng)削 弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“

4、第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿 第一振型轉(zhuǎn)角方向）的剛度。5）在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí)，應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。6）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比肯定不滿足規(guī)范的要求；當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),周期比較難滿足規(guī)范的要求。昨大，有一個(gè)純剪力墻結(jié)構(gòu)的工程問過來，沖令狐順便透露了一個(gè)小技巧 如何判斷“純”扭轉(zhuǎn)周期。周期、地震力與振型輸出文件（側(cè)剛分析方法）考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期（秒）、X,Y方向的平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)振型號(hào) 周期 轉(zhuǎn)角平動(dòng)系數(shù)（X+Y） 扭轉(zhuǎn)系數(shù)11.467588.3921.395493.5430.85240.5740.335692.8250.317491.9360.

5、23192.0370.1594103.110.61 ( 0.00+0.61 )0.390.44 ( 0.00+0.44 )0.561.00 ( 1.00+0.00 )0.000.06 ( 0.01+0.05 )0.941.00 ( 0.00+1.00 )0.001.00 ( 1.00+0.00 )0.000.09 ( 0.02+0.07 )0.91 當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的 扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的側(cè)移剛度是合理的；但相對(duì) 于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的側(cè)移剛度則過小，此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi) 部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，并適當(dāng)

6、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿第一振型 轉(zhuǎn)角方向）的剛度。=【局部內(nèi)容】如果看這個(gè)您判斷扭轉(zhuǎn)周期是第二周期嗎？有人會(huì)斷定第四周期才是第一扭轉(zhuǎn)周期嗎？【最最直接的判斷方法】看各個(gè)振型里面各個(gè)位移分量的質(zhì)量參與系數(shù)，根據(jù)他們可以判斷第二周期究竟是平動(dòng)為主還是扭轉(zhuǎn)為主；可惜 PKPM提供這樣的輸出結(jié)果。sap2000和 etabs的輸出結(jié)果就比較詳細(xì)一些。 對(duì)于一般工程，估計(jì)大部分設(shè)計(jì)人員都不會(huì)使用etabs進(jìn)行復(fù)核，那么在這種情況下，如何判別結(jié)構(gòu)的固有周期特性？【問題】遇到這種情況怎么看數(shù)據(jù)文件呢？步驟一：看兩個(gè)方向的基底反力各振型作用下X方向的基底剪力振型號(hào) 剪力(kN)12.86210.0638468

7、.6246.9255.6263616.59712.15各振型作用下Y方向的基底剪力振型號(hào) 剪力(kN)12884.6422076.291.0946.8154538.9065.99733.10=局部數(shù)據(jù)】步驟二：看振型對(duì)應(yīng)的位移耦聯(lián)時(shí)的振型Floor : 層號(hào)Tower : 塔號(hào)X-Disp :耦聯(lián)振型在X方向的位移分量Y-DISP :耦聯(lián)振型在Y方向的位移分量Angle-Z:耦聯(lián)振型繞Z軸的轉(zhuǎn)角振型1FloorTowerX-DispY-DISPAngle-Z(mm)(mm)(rad)2410.0150.4540.0252310.0130.4660.0242210.0120.4490.02321

8、10.0120.4270.0222010.0110.4040.0211910.0110.3800.0201810.0100.3550.0191710.0100.3300.0171610.0090.3050.0161510.0080.2790.0151410.0080.2530.0141310.0070.2260.0121210.0060.2010.0111110.0060.1750.0101010.0050.1510.008910.0050.1270.007810.0040.1040.006710.0030.0820.005610.0030.0620.004510.0020.0440.0034

9、10.0020.0280.002310.0050.0150.001210.0000.0000.000110.0000.0000.000振型2Floor Tower X-Disp Y-DISP Angle-Z(mm) (mm) (rad)241-0.0260.433-0.029231-0.0240.386-0.029221-0.0230.364-0.028211-0.0220.346-0.026201-0.0210.328-0.025191-0.0200.308-0.024181-0.0190.289-0.022171-0.0180.269-0.021161-0.0170.248-0.01915

10、1-0.0150.227-0.018141-0.0140.206-0.016131-0.0130.185-0.015121-0.0120.164-0.013111-0.0110.143-0.011101-0.0090.123-0.01091-0.0080.104-0.00881-0.0070.085-0.00771-0.0060.067-0.00661-0.0050.051-0.00451-0.0030.035-0.00341-0.0020.022-0.00231-0.0060.012-0.001210.0000.0000.000精品文檔110.0000.0000.000振型3FloorTow

11、erX-DispY-DISPAngle-Z(mm)(mm)(rad)2410.9600.010-0.0032310.9180.007-0.0032210.8860.007-0.0032110.8520.007-0.0032010.8160.007-0.0031910.7780.007-0.0021810.7380.007-0.0021710.6960.007-0.0021610.6530.007-0.0021510.6070.007-0.0021410.5600.007-0.0011310.5120.007-0.0011210.4630.006-0.0011110.4140.006-0.001

12、1010.3640.006-0.001910.3150.0050.000810.2660.0050.000710.2180.0040.000610.1710.0040.000510.1260.0030.000410.0840.0020.000310.0480.0020.000210.0020.0000.000110.0000.0000.000振型4FloorTowerX-DispY-DISPAngle-Z(mm)(mm)(rad)2410.037-0.0980.0422310.031-0.0280.0412210.027-0.0150.0332110.022-0.0100.0252010.01

13、7-0.0050.0161910.0120.0000.0081810.0070.005-0.0011710.0020.010-0.009161-0.0030.014-0.016151-0.0080.018-0.023141-0.0120.021-0.028131-0.0160.024-0.032121-0.0180.025-0.035111-0.0210.025-0.037101-0.0220.025-0.03691-0.0220.024-0.03581-0.0220.021-0.03271-0.0210.018-0.02861-0.0200.014-0.02451-0.0180.010-0.

14、01941-0.0150.006-0.01331-0.0460.001-0.008210.0000.0000.000110.0000.0000.000步驟三，進(jìn)行判斷通過以上的數(shù)據(jù)，我們可以確認(rèn)：1、第二周期是平動(dòng)加扭轉(zhuǎn)，第四周期是純扭轉(zhuǎn)；2、第一周期和第二周期的變形結(jié)果通過對(duì)比可以看出二者只是x向平動(dòng)成分的方向有所改變；3、第二周期作為第一扭轉(zhuǎn)周期不太合適，第四周期定為扭轉(zhuǎn)周期比較合適。4、如果需要調(diào)整模型，讓結(jié)構(gòu)第二周期不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，就要從結(jié)構(gòu)布置上面做文章，將x向的剛度進(jìn)一步削弱或者適當(dāng)加強(qiáng) Y向剛度。而進(jìn)行削弱和加強(qiáng)的位置就要結(jié)合建筑布置，盡量遠(yuǎn)離變形的中心，這樣的效果會(huì)更好。后話結(jié)構(gòu)分

15、析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)，懂得計(jì)算軟件的工作原理，熟悉分析 假定和流程，對(duì)結(jié)果有判斷能力，對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的含義有深刻而正確的理解。這 些都是結(jié)構(gòu)分析需要掌握的必備能力。目前國內(nèi)設(shè)計(jì)院中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的骨干 （3550歲）具備上述能力的能有多少比例？結(jié)構(gòu)分析能力和結(jié)構(gòu)概念、工程經(jīng)驗(yàn)相互結(jié)合才能勝任大型復(fù)雜工程的設(shè)計(jì)， 才能真正擔(dān)負(fù)起公共安全責(zé)任，才能真正安全的為業(yè)主省錢。DYGANGJIEGCOU 人做法：1 .從周期文件中找出所有扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于 0.5的扭轉(zhuǎn)周期，按周期大小排列；同 理將所有平動(dòng)系數(shù)大于0.5的平動(dòng)周期從大到小排列。2 .第一周期的判斷：從隊(duì)列中選出數(shù)值最大的扭轉(zhuǎn)和平動(dòng)周期，查看 SA

16、TWE 件的“結(jié)構(gòu)整體空間振動(dòng)簡圖”看該周期值對(duì)應(yīng)的振型的空間振動(dòng)是不是整體 振動(dòng)，如僅為局部振動(dòng)，則不能為第一扭轉(zhuǎn)或平動(dòng)周期，要從隊(duì)列中選出下一 個(gè)最大值進(jìn)行考察，直到某周期值對(duì)應(yīng)的振型圖為結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)，則為第一扭轉(zhuǎn)和平動(dòng)周期。值得注意的是在判斷某些復(fù)雜工程的第一平動(dòng)周期時(shí)，還應(yīng)考 察該振型產(chǎn)生的基底剪力是否為各振型中的最大值，如果該振型產(chǎn)生的基底剪 力很小，那么在地震力作用下他出現(xiàn)的概率就很小，因而也就不是平動(dòng)主振型，當(dāng)然也就不能成為第一平動(dòng)周期.=動(dòng)力學(xué)認(rèn)為結(jié)構(gòu)的第一周期應(yīng)該是出現(xiàn)該振形時(shí)所需要的能量最小，第二周期 所需要的能量次之，依次往后推。我認(rèn)為規(guī)范規(guī)定 Tt/T10.9就是為了讓

17、對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用的能量中的大部分只夠激起結(jié)構(gòu)的平動(dòng)而不是扭轉(zhuǎn)。按照動(dòng)力學(xué)理論，結(jié)構(gòu)第一周期只與結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量、剛度和邊界條件有關(guān)， 與外界力沒有關(guān)系，地震只是提供一個(gè)激振力，基底剪力是反映這個(gè)激振效果 的一個(gè)指標(biāo)，這個(gè)除了以上的條件外，同時(shí)就跟地震參數(shù)有關(guān)，比如加速度的 值。而結(jié)構(gòu)最容易出現(xiàn)振動(dòng)的振型就應(yīng)該是第一振型，這個(gè)振型所需要的能量 最小，最容易發(fā)生。這個(gè)就很容易理解為什么扭轉(zhuǎn)振型不能太靠前，起碼不能 出現(xiàn)再第一振型。通高層設(shè)計(jì)中是可行的。關(guān)于第二平動(dòng)周期與扭轉(zhuǎn)周期比較接近的問題是相對(duì)的，我個(gè)人認(rèn)為就是說能拉大到 0.9以下最好，但是不能拉到0.9以下，也盡 量不要超的太多。怎么理解主振型

18、？ pkpm采用了 wilson教授的質(zhì)量參與系數(shù)的概念（可以查看 sap和etabs ）,比如我們計(jì)算15個(gè)振型，質(zhì)量參與系數(shù)達(dá)到了 98%那么15 個(gè)振型當(dāng)中就有一個(gè)質(zhì)量參與系數(shù)最大的振型，比如是 2振型，它對(duì)這個(gè)98% 的貢獻(xiàn)最大（比如達(dá)到40% ,那么我們就認(rèn)為它就是主振型。而其它的振型的 貢獻(xiàn)可能相對(duì)很小。主振型的意義在于：它可能不是最容易被激勵(lì)起的振型， 但是它一旦被激勵(lì)起了，那么它就是結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要成分，所以我們?cè)诳拐鸬?時(shí)候我特別給與關(guān)注，盡量避免它與扭轉(zhuǎn)振型靠近。這也就是我建議Ijbwhu將T2與Tt拉大點(diǎn)的原因。在常規(guī)的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于各種限制，不容易出現(xiàn)以下這種情況：

19、當(dāng)結(jié)構(gòu) 中存在某些相對(duì)軟弱的部分或者構(gòu)件的時(shí)候，則結(jié)構(gòu)的主振型會(huì)出現(xiàn)的比較靠 后，這很容易理解，因?yàn)檐浫醯牡胤皆诩?lì)能量相對(duì)小的時(shí)候就會(huì)局部振動(dòng)， 此時(shí)不是整體振動(dòng)，所以該振型的質(zhì)量參與系數(shù)很小，但是它們卻是低階振型c 所以我前面的貼子提到了模型錯(cuò)誤，這里的錯(cuò)誤并不是指模型邏輯上的錯(cuò)誤， 而是某些構(gòu)件的剛度、尺寸、材料等原因的錯(cuò)誤，造成局部軟弱。這種情況比 較特殊，但是也可能出現(xiàn)，所以要避免。主振型：對(duì)于某個(gè)特定的地震作用引起的結(jié)構(gòu)反應(yīng)而言，一般每個(gè)參與振型都 有著一定的貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)最大的振型就是主振型，貢獻(xiàn)指標(biāo)的確定一般有兩個(gè)， 一是基底剪力的貢獻(xiàn)大小，二是應(yīng)變能的貢獻(xiàn)大小。一般而言，基底剪力

20、的貢 獻(xiàn)大小比較直觀，容易被我們接受扭轉(zhuǎn)為主的振型中，周期最長的稱為第一扭轉(zhuǎn)為主的振型，其周期稱為扭轉(zhuǎn)為 主的第一自振周期Tt o平動(dòng)為主的振型中，根據(jù)確定的兩個(gè)水平坐標(biāo)軸方向X、Y ,可區(qū)分為X向平動(dòng)為主的振型和 Y向平動(dòng)為主的振型。假定 X、Y方 向平動(dòng)為主的第一振型（即兩個(gè)方向平動(dòng)為主的振型中周期最長的振型）的周 期值分別記為T1 X和T1 丫，其中的大者位T1,小者為T2。則T1即為高規(guī) 第41315條中所說的平動(dòng)為主的第一自振周期，T2姑且稱作平動(dòng)為主的第二自 振周期。研究表明，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)第一自振周期與地震作用方向的平動(dòng)第一自振周期之比值 對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)有明顯影響，當(dāng)兩者接近時(shí)，結(jié)構(gòu)

21、的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著增大7 。高規(guī)第41315條對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 Tt與平動(dòng)為主的 第一自振周期T1之比值進(jìn)行了限制，其目的就是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度不能過弱， 以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。高規(guī)對(duì)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 Tt與平動(dòng)為主的第二自振周期 T2之比值 沒有進(jìn)行限制，主要考慮到實(shí)際工程中，單純的一階扭轉(zhuǎn)或平動(dòng)振型的工程較 少，多數(shù)工程的振型是扭轉(zhuǎn)和平動(dòng)相伴隨的，即使是平動(dòng)振型，往往在兩個(gè)坐 標(biāo)軸方向都有分量。針對(duì)上述情況，限制Tt與T1的比值是必要的，也是合理 的，具有廣泛適用性；如對(duì)Tt與T2的比值也加以同樣的限制，對(duì)一般工程是 偏嚴(yán)的要求。對(duì)特殊工程，如比較規(guī)則、扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心相重合的結(jié)構(gòu)，當(dāng)

22、兩個(gè) 主軸方向的側(cè)向剛度相差過大時(shí)，可對(duì)Tt與T2的比值加以限制，一般不宜大 于1.0。實(shí)際上，按照抗震規(guī)范第31513條的規(guī)定，結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度不宜相差過大，以使結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向上具有比較相近的抗震性當(dāng)然，振型特征判斷還與宏觀振動(dòng)形態(tài)有關(guān)。對(duì)結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)分析而言，結(jié)構(gòu)的某些局部振動(dòng)的振型是可以忽略的，以利于主要問題的把握。注意上面這句話的意義說明了，某些局部振動(dòng)可以忽略掉，那么如何判斷某些 局部振動(dòng)呢？就轉(zhuǎn)到我們上面所討論的問題上來了，可以采用振型總剪力的大 小來判斷或者振型質(zhì)量參與系數(shù)來判斷。忽略某些總剪力很小或者質(zhì)量參與系數(shù)很小的振型，而保留那些相對(duì)較大的振型，這樣說的話，就沒有必要強(qiáng)制制要求將總剪力最大的平動(dòng)周期作為第一平動(dòng)周期了！第一扭轉(zhuǎn)周期的確定也 沒有什么疑惑。那個(gè)審圖中心的意見有問題！1)如果一個(gè)結(jié)構(gòu)X, Y方向周期相差很大時(shí)，前幾個(gè)平動(dòng)周期往往是一個(gè)方向 的(如均為X方向或均為Y方向)。此時(shí)要求Tt/T10.9即可。(2)如果一個(gè)結(jié)構(gòu)X, Y方向周期相差不大時(shí)，應(yīng)使第一第二振型周期以平動(dòng)為