结构周期的调整方法 九

结构周期的调整方法九

扭转周期发生在第五阵型需不需要调整？说明了什么，扭转周期能不能发生在第一周期，如果发生在第一周期和第二周期怎么调整？

答：从结果上看抗扭刚度偏大，抗扭构件可削弱些造价上可能会经济些，也就是说出现在第五阵型是可能的，主要是不经济，具体要不要调整是各结构优化的问题，而不是结构安全问题。

个人认为扭转周期发生在哪个振型都是有可能的，是平动还是扭动，是侧向刚度与扭转刚度比值的体现，扭转周期越靠前，说明扭转刚度越大，结构越不安全，构件更容易因为扭转而破坏，因为竖向构件在受到扭矩总用时，离结构刚心越远的竖向构件将承受越大的剪力，构件的剪力破坏是脆性的，而目前结构设计均基于小震作用的组合内力进行配筋，中震和大震通过构造措施来实现的，例如强柱弱梁，强剪弱弯，也就是在结构在中震和大震作用下产生的扭矩作用将明显增大结构构件的剪力，造成竖向墙柱构件不足以抵抗水平剪力，从而导致发生脆性剪切破坏，甚至导致整体结构倒塌，当第一阵型是扭转周期的时候，扭转时间最长，使得发生扭转破坏的几率最大，非常危险。附：

第一或第二振型为扭转时的调整方法

1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。

2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性（周期和振型）宜相近”；高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”；高规8.1.7条7款“抗震设计时，剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。

3）结构的刚度（包括侧移刚度和扭转刚度）与对应周期成反比关系，即刚度越大周期越小，刚度越小周期越大。

4）抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系，结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。

5）当第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。

6）当第二振型为扭转时，说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大，结构的扭转刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度，或适当加强结构外围（主要是沿第一振型转角方向）的刚度。

7）某主轴方向的层间位移角小于限

值（见高规表4.6.3，下同）较多时，对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法；某主轴方向的层间位移角大于限值较多时，对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法；某主轴方向的层间位移角接近限值时，对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。

8）在进行上述调整的同时，应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。

9）当第一振型为扭转时，周期比肯定不满足规范的要求；当第二振型为扭转时，周期比较难满足规范的要求。

【答1】

简单的说，当扭转周期不在第一周期时，就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。把扭转周期下面那个轴的刚度调弱或把第一周期对应的轴刚度调强就解决了。举个例子，

振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数

1 2.1675 177.14 0.95 ( 0.95+0.00 ) 0.05

2 1.7877 13.5

3 0.08 ( 0.07+0.01 ) 0.92

3 1.5541 88.93 0.99 ( 0.00+0.99 ) 0.01

第一周期是X向的，刚度正常，第二周期是扭转周期，调这个，把第三周期对应的Y轴调弱点，让Y轴刚度小于扭转刚度。扭转就调过来了。

【答2】

理论上不错,实际上应尽量调小结构中部Y向刚度,要不在调大Y向周期时,扭转周期也在变大.

【答3】

1，2周期平动，3周期扭转，不成主要削弱中间，加强周边，通过振型图看哪里强虚弱哪里，哪里弱加强哪里

【答4】

周边不宜过分加强.不然会引起内力过于集中,对基础和构件设计不利

合理的结构应该有合适的刚度大小和布置.举个例子:一般来说在相同条件下框剪结构比框筒结构受力合理.因为框筒的刚度太集中在核心筒区域了.

第一振型应是平动的原因2010-05-15 23:12动力学认为结构的第一周期应该是出现该振形时所需要的能量最小，第二周期所需要的能量次之，依次往后推。我认为规范规定Tt/T1<0.9就是为了让对结构产生作用的能量中的大部分只够激起结构的平动而不是扭转。

按照动力学理论，结构第一周期只与结构本身的质量、刚度和边界条件有关，与外界力没有关系，地震只是提供一个激振力，基底剪力是反映这个激振效果的一个指标，这个除了以上的条件外，同时就跟地震参数有关，比如加速度的值。而结构最容易出现振动的振型就应该是第一振型，这个振型所需要的能量最小，最容易发生。这个就很容易理解为什么扭转振型不能太靠前，起码不能出现再第一振型。

通高层设计中是可行的。关于第二平动周期与扭转周期比较接近的问题是相对的，我个人认为就是说能拉大到

0.9以下最好，但是不能拉到0.9以下，也尽量不要超的太多。

怎么理解主振型？pkpm采用了wilson教授的质量参与系数的概念（可以查看sap和etabs），比如我们计算15个振型，质量参与系数达到了98%，那么15个振型当中就有一个质量参与系数最大的振型，比如是2振型，它对这个98%的贡献最大（比如达到40%），那么我们就认为它就是主振型。而其它的振型的贡献可能相对很小。主振型的意义在于：它可能不是最容易被激励起的振型，但是它一旦被激励起了，那么它就是结构振动的主要成分，所以我们在抗震的时候我特别给与关注，尽量避免它与扭转振型靠近。这也就是我建议ljbwhu 将T2与Tt拉大点的原因。

在常规的高层结构设计中，由于各种限制，不容易出现以下这种情况：当结构中存在某些相对软弱的部分或者构件的时候，则结构的主振型会出现的比较靠后，这很容易理解，因为软弱的地方在激励能量相对小的时候就会局部振动，此时不是整体振动，所以该振型的质量参与