高层建筑结构振动周期的见解
对高层建筑结构设计中若干问题的探讨
对高层建筑结构设计中若干问题的探讨摘要：随着高层建筑的快速发展，如何做好高层建筑的结构设计，解决可能出现的问题，是设计人员面临的一个重要课题。
高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性。
本文对高层建筑结构设计中的几个问题进行探讨。
关键词：高层建筑；受力性能；结构设计；分析abstract: with the rapid development of high-rise buildings, how to do the structure design of high-rise building, solve the problems that may arise, is an important issue facing designers. high-rise building structure design should not only ensure the high-rise building with adequate security, should also guarantee the economic, reasonable structure. this paper discusses several problems in the structure design of high-rise building.key words: high-rise building; mechanical properties; structure design; analysis中图分类号： [tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）1高层建筑结构设计的意义及依据1.1概念设计的意义高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。
高层建筑结构隔震设计过程中常见问题分析
高层建筑结构隔震设计过程中常见问题分析赵振鑫梁爽摘要：在城镇化进程的不断加快下，高层建筑工程的建设规模正在不断的提高，在对高层建筑进行结构设计的过程中，其隔震设计成为其中的关键技术，但是由于高层建筑实际高度和结构等方面的影响，使隔震设计中出现了长周期高层建筑减震效果不明显、计算隔震结构地震相应偏大等方面的问题，本文结合隔震技术的主要含义，对高层建筑结构隔震设计过程中的常见问题进行分析。
关键词：高层建筑；结构隔震设计；常见问题1.首先是高层隔震建筑的减震效果问题对于高层建筑来说，本身周期较长，一般情况下，100m高度的高层建筑基本周期在2.5s左右，在采用隔震技术之后，这样的基本周期一般可以维持到3.5s，根据我国《建筑抗震设计规范》中的设计反应谱来看，周期较长的高层建筑在进行应用隔震设计前后的地震剪力并不大，其隔震效果并不明显，这样的说法是根据相关规范计算而来的，但是就实际情况来看，事实并不是这样的，下面结合实际工程案例来对长周期高层建筑进行隔震后仍然具有较好减震效果的原因进行分析。
此高层建筑的主楼结构为地上23层，地下室作为隔震层，整个高层建筑的高度为90m，纵向长为50.6m，横向长为26.2m，长边方向高宽比值为1.78，短边方向高宽比值为1.78，在采用等效线性法和动力分析法对隔震效果进行分析计算之后，其结构体现在表1：通过表一可以看出，等效周期为2.35s的高层建筑在采用隔震设計之后其等效周期延长到4.30，其基层剪力在隔震设计之后的减震效果并不明显。
也就是说，高层建筑在合理采用隔震设计之后，其减震效果较为明显。
2.隔震支座的受拉问题在目前的高层建筑隔震技术当中，隔震支座受拉问题是其中需要关注的主要问题，在发生地震的情况下，瞬间的倾覆力会远远超过隔震支座所能够承受的最大结构重量，从而使高层建筑的竖向荷载产生较大程度的轴向变形，在这样的情况下，连续梁中间支座负弯矩值和跨中的负弯矩值会在一定程度上减小，这样的结构变化和应力变化能够使高层建筑的结构出现侧向偏移的情况。
浅谈建筑工程中楼板振动分析与运用
摘要：楼板振动问题是一个影响办公楼以及住宅公寓安全和舒适度的问题，近年来越来越引起重视，本文简要的介绍的原因，国内外部分标准的相关规定，设计分析中的关键点，最后通过工程实例说明在实际工程设计中该如何考虑楼板振动问题。
关键词：楼板振动工程运用舒适度关键问题一、概述国内高档办公楼越来越多，这类建筑业主一般要求取消内柱，这样在核心筒与外框柱之间就形成了跨度很长的楼面。
这类结构同大跨度会展中心以及大跨度连桥一样，都存在一个竖向振动问题。
人行走时在楼板上产生的冲击力会引起楼板发生竖向振动，这个振动会被在其周围工作、学习或者睡眠的人感觉到，当振动较大时，感受者可能会感到烦躁、不适甚至恶心，严重影响其工作、学习的效率，大跨度钢结构或者组合结构楼面这个现象尤其严重。
另外，当人行走频率同楼板的自振频率接近的时候，还会引起楼板的共振，会产生累积疲劳损伤，从而影响结构的安全。
因此楼板振动不仅仅是一个关于建筑物正常使用的舒适度问题同时也是一个关于结构的安全性问题。
这个问题在国外早已引起重视并已经进行了深入的研究，现在已经广泛运用到实际工程设计中。
近年来，国内对其研究和运用重视起来。
2010年修订的《混凝土结构设计规范》gb50010-2010第 3.4.6条对不同使用功能建筑的楼盖最小竖向自振频率有了规定，这主要是从结构安全的角度考虑的，而2010年修订的《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.7.7条则从舒适度的角度对楼盖的竖向振动加速度限值给予了明确的规定。
并且国内一些建成的以及大多数在建的超高层办公楼在设计阶段都考虑了楼盖舒适度问题，如已经投入使用的北京京澳中心、即将建成的深圳证券交易所等。
二、可接受振动限值的标准《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.7.7条的要求以加速度峰值的限值来表示，如下表1所示：表1 高规中规定的楼盖竖向振动加速度峰值限值人员活动环境峰值加速度限值（m/s^2）竖向自振频率不大于2hz 竖向自振频率大于4hz 住宅、办公0.07 0.05 商场及室内连廊0.22 0.15 注：楼盖结构竖向自振频率为2hz~4hz时，峰值加速度限值可按线性插值选取。
论高层建筑结构抗震概念设计的重要性
论高层建筑结构抗震概念设计的重要性摘要：为适应我国经济建设，改善土地资源紧缺的现状，高层建筑正在迅猛的发展，随之而来的高层建筑结构设计显得至关重要。
抗震设计是维护人民生命财产安全的重要环节，其中，抗震概念设计为整个建筑抗震设计的一步，只有概念正确，才能保障抗震设计的顺利进行，可以说，概念设计也是确保建筑安全、合理、经济的重要部分。
关键词：高层建筑、抗震设计、概念设计正文：对结构设计而言，影响设计的重要因素之一即：水平荷载及其效应是随高度而渐变的。
低层，中层及高层建筑都要承受竖向荷载和水平荷载（风荷载、地震作用）。
其结构设计的原理基本相同，但控制结构设计的因素不同。
竖向荷载作用下的基底轴力与结构高度成正比，水平荷载产生的基底剪力也与结构高度成正比；但水平荷载产生的总体倾覆力矩与结构高度的平方成正比，而顶点侧移则与结构高度的四次方成正比。
因此，低层建筑由竖向荷载控制，而高层建筑一般由水平荷载控制。
原因是结构设计除了要满足承载力要求外，还必须满足顶层水平位移和层间变形的要求。
高层建筑结构设计中,满足承载力要求的构件截面尺寸及配筋构造,不一定满足侧移和抗震延性要求，则需要加强。
高层建筑结构的特点是需要进行水平荷载及竖向荷载共同作用下的专门设计，需要考虑侧移限制。
高层建筑的平面布置和沿高度的竖向布置、缝的设置、楼盖体系与地基基础类型的选择等等，都与结构的可行性，抗震性能与经济性密切相关，高规中均有相关的规定。
高规规定了房屋适用的最大的高度及高宽比的限制，层间及顶点位移的限制等要求及抗震结构的延性要求。
即根据设防烈度和结构类型，结构高度将结构分为一、二、三、四级。
按照要求的等级设计结构构件，从配筋形式、数量、构造要求等方向保证结构具有足够的延性性能。
需要说明的是，我国规定最大适用高度是经验性的规定，对于一定高度的建筑，有一个与之匹配的经济的结构体系，使结构效能得到充分的发挥。
考虑我国目前常用的混凝土强度等级，合理钢筋含钢率，并综合考虑了不同结构体系的抗震性能，经济合理使用，地基条件及震害经验等因素，规定了各种结构体系的最大适用高度。
浅谈高层建筑结构自振周期控制
浅谈高层建筑结构自振周期控制摘要：高层建筑结构设计不仅要满足构件承载力的计算，而且要保证建筑结构整体刚度，满足位移和周期比的要求。
高层建筑结构的自振周期是高层建筑结构在设计过程中的一个重要参数。
是判断高层建筑结构设计是否合理的一个重要依据。
本文结合自己多年结构设计经验，对结构主自振周期的判定、周期比值等进行了分析，以便合理控制结构的扭转刚度，保证结构的整体稳定性。
关键词：主自振周期；周期比；刚度引言：《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ3—2010）第 3.4.5 条规定：结构平面布置应减少扭转的影响。
结构扭转为主的第一自振周期 Tt与平动为主的第一自振周期 T1之比，A 级高度高层建筑不应大于 0.9，B 级高度高层建筑、超过 A 级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
《高规》用周期比要求结构的平面布置以增强结构的抗扭能力，周期比不满足要求说明结构的扭转效应明显，即结构平面布置不合理，下面对如何确定结构的 T?t、T1 及比值进行分析。
1 高层建筑结构主自振周期的判定方法结构的基本自振周期决定于多方而因素。
如建筑物的高宽比、结构形式、平面布置、建筑物层数等。
在不同的荷载作用下结构的自振周期并不是一个常数，而是随着结构变形的改变而变化。
高层建筑结构体系是一个空间体系，振动形式十分复杂。
结构的自振周期短则刚度强，反之则刚度弱。
主自振周期是对结构影响较大的低阶周期，一般指前三振型对应的周期。
1.1通过计算振型方向因子判定《高规》3.4.5 的条文解释：扭转偶联振动的主振型，可以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，当扭转方向因子大于 0.5 时，则该振型可认为是扭转为主的振型。
以上条文说明明确给出了判断扭转振型的方法，平动振型即为平动因子大于 0.5 时所对应的振型。
这种方法能准确判定高阶振型，对判定第一自振周期的振型是不够精确的，从结构整体计算软件生成结构整体空间振动简图中可以明显看出，即使主平动方向因子达到 0.6、0.7 时结构的扭转效应也非常明显，只有因子达到 0.9 以上时结构的扭转效应才会很小。
结合某高层办公建筑谈结构设计中遇到的问题
结合某高层办公建筑谈结构设计中遇到的问题【摘要】本文基于某高层办公建筑的结构设计工程，论述了高层建筑结构设计的相关原则，并重点分析了高层建筑结构设计中所需要重视的相关问题，供结构工程设计人员借鉴。
【关键词】高层建筑；结构设计；设计方法引言高层建筑在全球的出现与发展已有百年历史，随着人们对于经济发展的追求，科学技术快速发展，在我国迎来了高层建筑的建设快速发展时期。
最近二十年来，高层建筑的结构型式几经革新，建筑高度记录一再被刷新，结构型式也发生了较大的改变。
随着不同时代人们对于生活、工作环境要求的不同，高层建筑的内部结构设计的理念也在逐渐地发生变化。
不过，任何一种理论的形成都需要经过长时间的研究与实践后，经受住实践的检验才能逐渐为人们所理解和接受。
1、某高层建筑工程概况某高层建筑基地呈长方形，建筑群体处理为坐落在一个低矮平台上的两栋相互平行的板式32层塔楼与东南端一栋“l”型12层的配楼。
该工程地下两层，地上分别为32层、32层和12层。
地下一层分别设置了停车库及设备用房，地下二层为停车库，战时部分为人防区，一层主要包括住宅入口大堂、管理、消防控制室及电表间，其余部分作架空层，二层及以上部分为住宅。
建筑竖向高度分别为98.3m（32层）、98.3m（32层）和36.95m（12层）（均不包括屋面设备用房的高度）。
建筑层高：地下二层4m，地下一层4.2m（a、b 栋）和5.65m（c栋），架空层6.3m（a、b栋）和3.0m（c栋），标准层3m。
建筑物的主要技术经济指标如下：总用地总面积：16596.1平方米；其中建设用地面积：15000.7平方米；道路用地面积：1595.4平方米；总建筑面积：103069.44平方米；其中地上建筑面积80200.76平方米（包括核增建筑面积2578.68平方米）；地下建筑面积22868.68平方米；容积率：5.4%；覆盖率：24.5%。
2、高层建筑结构设计的一般原则2.1选择合适的基础方案高层建筑的基础工程对于建筑结构的安全性、可靠性具有关键的影响，是高层建筑结构设计中一项重要工作。
高层建筑结构设计的影响因素
高层建筑结构设计的影响因素摘要：高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析，多做方案比较，根据使用功能和技术经济合理性确定好结构的体系，是用剪力墙结构还是框架结构等，然后从结构的整体去分析它的刚度比、周期比、位移比、剪重比、刚重比、层间受剪承载力等。
本文探讨了高层建筑结构设计的影响因素。
关键词：高层建筑；结构设计；特点；影响因素引言高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着竖直方向的荷载，并且对地震作用也要有足够的抵抗能力。
一般情况下，低层建筑结构受到水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，地震作用和外界水平风荷载成为影响结构的主要因素。
随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，同时也会影响建筑物的正常使用，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。
一、高层建筑结构设计特点1、水平荷载成为决定因素因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比。
2、轴向变形不容忽视高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大，还会对预制构件的下料长度产生影响，应根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整，对构件的剪力和侧移有影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
3、侧移成为控制指标随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅逐增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在一定限度之内。
二、高层建筑结构设计的影响因素1、水平荷载成为决定因素一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对一定高度的楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
高层结构分析方法（五）：风荷载分析
高层结构分析方法（五）：风荷载分析来源：广东省院结构安全顾问高层结构设计要确保结构在风荷载作用下具有足够的抵抗变形能力和承载能力，保证结构在风荷载作用下的安全性。
同时，高层建筑物在风荷载作用下将产生振动，过大的振动加速度将使在高楼内居住的人们感觉不舒适，因此高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足舒适度的要求。
1.1 等效静态风荷载一般作用在建筑物上的风包括平均风和脉动风。
其中平均风是风荷载的长周期部分作用在建筑物上，其周期常在10min以上，可认为是作用在建筑物上的静荷载，因为其周期与建筑物的自振周期相差较远；脉动风则是短周期部分作用在建筑物上，其脉动的周期很短，一般只有几秒，其作用可以被认为是作用在建筑物上随机的动荷载，因为其周期与建筑物的自振周期比较接近。
作用在建筑结构上的风荷载除了平均风和脉动风产生的平均风力和脉动风力，还有风振产生的惯性力。
平均风力、脉动风力和惯性力组合得到最终的等效静态风荷载。
（1）惯性力根据高频动态天平试验结果，可以求出高层建筑底部的平均风力(包含力矩和剪力)和脉动风力，在给出高层建筑结构参数的情况下，可以计算出位移和加速度响应,由共振加速度可以进一步求出惯性力。
惯性力是由振动产生的，由加速度和质量决定，沿高度分布惯性力均方根σaf(z)表达式为：上式中m(z)为沿高度的质量，为沿高度的加速度。
（2）平均风力和脉动风力空气来流沿高层建筑高度分布的风力可通过下式表达：其中：ρ为空气密度；是z处单位高度上的力系数，一般通过风压测量试验确定；是来流风速。
风速是平均风速与脉动风速的合成，即：一般来说，脉动风速相对于平均风速是小量，忽略二阶小量，即可得到沿高度分布的平均风力和脉动风力分别如下：脉动力均方根为：其中，为沿高度的来流湍流度。
（3）等效静态风荷载沿高度分布的等效静态风荷载由下式给出：式中g为峰值因子，可取3.5。
1.2 结构体型系数对于普通的高层结构，结构体型系数一般按《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）表8.3.1和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第4.2.3条取包络值。
建筑结构设计中周期比确定的相关问题探讨
建筑结构设计中周期比确定的相关问题探讨摘要：建筑结构设计中，周期比是判断结构扭转效应的重要指标。
本文对如何合理确定周期比计算的第一平动周期、第一扭转周期，及周期比是否需强制楼板刚性假定，多层建筑结构是否控制周期比等进行了探讨。
关键词：建筑结构设计；周期比；第一平动周期；第一扭转周期1引言当结构第一扭转周期Tt 与第一平动周期Tl两者接近时，由于振动耦联影响，结构扭转效应明显增大。
故规范对周期比Tt / T1作出了规定，以限制结构抗扭刚度不能太弱，减少扭转不利影响。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010[1]（以下简称《高规》）第3.4.5条规定，结构周期比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构不应大于0．85。
《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》[2]附录一规定，扭转周期比大于0.9, 混合结构扭转周期比大于0.85时为抗扭刚度弱，应进行超限审查。
从上述可知周期比是一项非常重要的指标，但目前很多结构设计人员对如何合理确定第一平动周期、第一扭转周期，周期计算是否考虑附加偶然偏心及楼板刚性假定，多层建筑结构是否控制周期比等有疑惑，下文将对以上问题进行探讨。
2第一平动周期T1、第一扭转周期Tt的确定2.1规范规定《高规》第4.3.5条文说明，扭转耦联振动的主振型，可通过计算振型方向因子来判断，在两个平动和一个扭转方向因子中，当扭转方向因子大于0．5时，该振型可认为是扭转为主的振型。
则可知规范对主振型的判断指标，及第一平动周期、第一扭转周期对应振型的平动系数与扭转系数多少为合适，并未做出说明。
2.2振型方向因子的说明根据资料[3],正则化振型向量空间中，结构质量矩阵具有正交性：ΦT MΦ=I其中Φ为振型矩阵，M为质量矩阵，I为单位对角矩阵。
对第j振型有 M =1.0 （1）={x1j (x)ij...y1j...yij...θ1j...θij}T（2）M=diag[m1...mn,m1...mn,J1...Jn] （3）式中xij 、yij、θij为第i 质点j振型的三个位移分量，mi、Ji为第i质点的集中质量和质量惯性矩，n为质点总数（计算层数）。
高层建筑结构的自振频率分析
高层建筑结构的自振频率分析高层建筑结构是现代城市化进程中不可或缺的一部分，其结构的稳定性和安全性受到人们的广泛关注。
在设计和建造过程中，对于高层建筑的自振频率进行准确的分析和评估是非常重要的。
本文将对高层建筑结构的自振频率分析进行探讨。
一、引言高层建筑的自振频率是指在自由振动情况下，结构在一定的周期内完成一次完整的振动。
自振频率的分析可以帮助设计师确定结构的固有特性、响应特点以及对外界激励的敏感度。
二、自振频率的确定方法1. 简化模型法简化模型法是通过对高层建筑简化为某种能量稳定系统来进行自振频率的计算。
根据建筑高度、结构类型和材料参数等，可以将结构模型简化为梁、柱、墙等基本单元，并应用刚度矩阵法进行计算。
2. 有限元法有限元法是一种更为精确的计算自振频率的方法。
通过将结构划分为许多小单元，利用有限元法求解结构的模态方程，并求解出结构的固有频率与模态形态。
三、自振频率对结构的影响高层建筑的自振频率不仅仅是一个数值，它还反映了结构的稳定性和可行性。
较低的自振频率会导致建筑结构易受到外界激励的影响，引发共振现象，从而对结构的安全性产生威胁。
1. 天气影响根据结构自振频率的计算结果，可以预测高层建筑在不同天气条件下的响应情况。
较高的自振频率可以减小结构受风荷载等自然灾害的影响，提高结构的稳定性。
2. 人员舒适度高层建筑的自振频率还与人员的舒适度密切相关。
当结构振动频率与人的自然频率接近时，将引发人员在建筑内部产生不适感，影响日常工作和生活。
四、自振频率的优化措施为了提高高层建筑结构的稳定性和安全性，需要在设计过程中采取一些优化措施来控制自振频率。
1. 结构设计优化通过调整结构的刚度和质量分布来降低自振频率。
例如，在结构中加入钢筋混凝土剪力墙、叠层刚架等措施，可以有效提高结构的自振频率。
2. 阻尼措施在高层建筑中设置合适的阻尼器或阻尼装置，可以有效抑制结构的振动，降低结构的自振频率。
常见的阻尼措施包括液体阻尼器、摩擦阻尼器等。
建筑结构设计中的相关问题
浅谈建筑结构设计中的相关问题摘要：随着社会的进步和发展，人们对建筑设计的要求越来越高，建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。
笔者在多年工作经验，重点就当前建筑结构设计中存在的主体结构设计问题、安全问题进行了研究和探讨，并就此提出了自己意见和建议。
关键词：建筑结构高层砌体结构设计中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：随着科学技术的发展，以及新材料的出现和应用，结构设计也随之发展和不断进步。
但是，其最原始最基本的原理却一直保持着不变性，这些基本原理构成了结构设计最根本的理论依据，虽然它们并不一定直接地体现在工程师的图纸上，但是这些基本原理却始终指导和贯穿着结构设计全过程。
1 多层砌体结构1．1 设计问题(1)多层砌体房屋的建筑局部尺寸未满足抗震要求，该部位未设构造筋。
《建筑抗震设计规范》(gb50011—2010)第7．1．6条规定，抗震设防烈度为6度、7度时，承重窗间墙最小宽度、承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、内墙阳角至门窗洞边的最小距离不宜小于lm。
这些局部部位是结构破坏较为敏感的地方，当这些部位不能满足要求时，结构应采取相应的弥补措施，如采用加强的构造柱或增加横向配筋措施等。
(2)房屋四角与其余部位构造柱采用一样的配筋。
《建筑抗震设计规范》(gb50011—2010)第7．3．2条第一条款规定，房屋四角构造柱可适当加大截面及配筋。
而部分人员设计不分部位采用相同设置的行为，将致使各种柱体的作用得不到充分发挥，还会造成浪费。
例如房屋外墙四角是容易损坏的部位，其构造柱的设计一般应加强，若其余部位的构造按照外墙四角的要求进行设置，将造成极大的浪费。
(3)构造柱截面设计时未考虑相连的小墙垛。
虽然小墙垛通过拉接筋与构造柱相连接，但实际上这部分小墙体很难发挥有效作用，并且施工也不方便．所以设计时应该把两者合二为一。
结构周期的总结
我个人理解的扭转和平动系数应该是：3的倍数都是扭转系数除三的倍数以外奇数1、5、7。
是X方向平动偶数2、4、8。
都是Y方向的平动按我个人理解下面显示的结果满足《高规》第4.3.5条A级高度高层建筑第一扭转周期与第一平动周期比不大于0.9的规定而总工说我的已经大于0.9了（其理由是1.616/1.7853>0.9）那我就纳闷了我的理解是对的吗如果不对那么又应该如何理解《高规》的4.3.5条请高手指明谢谢以下结果中我个人理解的扭转和平动系数应该是：振型号是：3的倍数都是扭转系数除三的倍数以外奇数1、5、7。
是X方向平动偶数2、4、8。
都是Y方向的平动按我个人理解显示的结果满足《高规》第4.3.5条A级高度高层建筑第一扭转周期与第一平动周期比不大于0.9的规定而我的总工说我的已经大于0.9了（其理由是1.616/1.7853>0.9）那我就纳闷了我的理解是对的吗如果不对那么又应该如何理解《高规》的4.3.5条为了给大家看清楚上传图片如下你的同志说的对请注意以下几点1.抗侧力构件是否均匀2.建筑物是否过长人结果回答是：平动系数与扭转系数的和为1，前者大于0.5为平动周期，否则为扭转周期。
请问为什么？？真的对吗？？为了更清晰再次发下面的振型的地震力图发基地剪力←- 发送此图片到手机我想问的关键是：建筑第一扭转周期与第一平动周期比是根据什么理论来判断的在所有的工程中根据什么来判断第一扭转周期和第一平动周期于震动形态的判断，pkpm参考了ETABS的方法，也就是通过震动方向因子和振动方向角Angle来判断。
(也及裁图中的平动、转动系数和转角）对于一个振形来说，若扭转振动方向因子等于1，则说明该振型为纯扭转振动；若平动振动方向因子等于1，则说明该振型为纯平动振型，若angle=0度，则为X方向平动，若angle=90度，则为y向平动，否则为沿angle角度的空间振动。
若扭转振动方向因子和平动振动方向因子都不等于1，则该振型为扭转振动和平动振动混合振型。
[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期
![[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期](https://img.taocdn.com/s3/m/c68620d7804d2b160a4ec032.png)
[笔记]结构自振周期是结构自由振动的周期predominant period 地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使长周期的波尤为卓越。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
卓越周期分级卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级:一级——稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级——一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级——为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.几种周期及相关概念自振周期T:结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间，是结构本身的动力特性，与结构的高度H、宽度B有关。
基本周期T1:是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
基本振型:单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型:任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。
而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。
高阶振型:相对于低阶振型而言。
一般来说，低阶振型对结构振动的影响要大于高阶振型的影响。
对一般较规则的建筑物，选择的振型个数可以取其地震作用计算时的质点数(大多数情况下为楼层数)，若质点数较多时，根据计算结果可以只取前几个振型(即低阶振型)进行叠加。
结构自振周期是结构自由振动的周期
predominant period 地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。
若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使长周期的波尤为卓越。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
卓越周期分级卓越周期按地震记录统计得到，地基土随软硬程度的不同有不同的卓越周期，可划分为四级：一级--稳定基岩，卓越周期是0.1-0.2s，平均为0.15s。
二级--一般土层，卓越周期为0.21-0.4s，平均为0.27s。
三级为松软土层，卓越周期在二级和四级之间。
四级--为异常松软的土层，卓越周期为0.3-0.7s，平均为0.5s.几种周期及相关概念自振周期T：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间，是结构本身的动力特性，与结构的高度H、宽度B有关。
基本周期T1:是指结构按基本振型完成一次自由振动所需的时间。
基本振型：单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型：任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。
而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。
高阶振型：相对于低阶振型而言。
一般来说，低阶振型对结构振动的影响要大于高阶振型的影响。
对一般较规则的建筑物，选择的振型个数可以取其地震作用计算时的质点数（大多数情况下为楼层数），若质点数较多时，根据计算结果可以只取前几个振型（即低阶振型）进行叠加。
特征周期Tg：即建筑场地自身的周期，是建筑物场地的地震动参数，在地震影响系数曲线中，水平段与下降段交点的横坐标，反映了地震震级，震源机制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影响，同时也反映了场地的特性；如软弱土层的厚度，类型等场地类别等。
结构振动控制技术发展的哲学思考
结构振动控制技术发展的哲学思考1 概述所谓结构振动控制(简称为结构控制)技术,就是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。
该技术在机械、宇航、船舶等领域很早就已经得到了广泛应用,而其在土木工程界引起广泛兴趣则始于1972年美籍华裔学者Yao J.T.P(姚治平)对结构控制这一概念的首次提出。
此后,结构振动控制技术得到了迅速发展,目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域。
结构控制学科是一个典型的新兴学科、交叉学科和边缘学科,涉及的内容十分广泛，被称为土木工程的高科技领域。
结构振动控制技术根据所采取的控制措施是否需要外部能源可分为:被动控制（不需要）、主动控制（需要）和主动与被动的混合控制（或称杂交控制）。
以下本文将分别对这些控制技术的发展予以评述，主要是试图结合结构控制学科的起源、产生、发展来验证事物发展的一般规律，提炼出对结构控制辩证的认识，最后对结构控制未来的发展趋势作一些科学的大胆预测。
2蒙昧中的实践－古代与近代的“结构被动控制技术”上文已经提到，真正的现代结构控制技术产生于1972年。
然而，作为一项技术，它不可能是由某个科学家独立而无应用前提的提出。
事实上，任何技术都是由实践中来，提炼出理论，然后由理论来指导实践，回到实践中去，形成更高更新的技术，这是唯物辩证的认识论：实践→理论→实践→……。
从中我们可得出结论：最初的实际技术大多是缺乏理论指导的；这些早期技术往往是因为社会生产中有迫切的需要而产生的；它们可看作是人们长期实践经验积累的结果。
结构控制技术自然也不会例外。
那么，我们为什么要对结构进行控制？原因非常简单，是为了让建筑物能够抵御自然灾害的袭击，降低结构在动力荷载如地震发生时或者风灾作用时的响应，以最大限度的保障人类的生命与财产的安全。
因此，结构控制实质上可看作是一种防灾的手段。
中国古代的建筑结构早期以木结构为主，后来则发展到砖石，这些结构形式的一个重要缺点就是抗侧力（即水平作用在结构上的力，如风力和横向地震力是其典型的代表）性能很差。
周期、振型问题
1、《高层规程》3.2.6规定-----结构基本自振周期大致为：框架结构T1=(0.08~0.10)n, 框—剪和框—筒结构T1=(0.06~0.08)n 剪力墙和筒中筒结构T1=(0.05~0.06)n2、周期比即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt 与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。
周期比主要控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。
因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。
2.2 相关规范条文的控制：[高规]4.3.5条规定，结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比（即周期比），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0.85。
[高规]5.1.13条规定，高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
2.3 电算结果的判别与调整要点: (1).计算结果详周期、地震力与振型输出文件。
因SATWE电算结果中并未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构，需人工按如下步骤验算周期比: a）根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于1)判别各振型分别是扭转为主的振型（也称扭振振型）还是平动为主的振型（也称侧振振型）。
一般情况下，当扭转系数大于0.5时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。
当然，对某些极为复杂的结构还应结合主振型信息来进行判断；b）周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt，周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1；c）计算Tt / T1，看是否超过0.9(0.85)。
对于多塔结构周期比，不能直接按上面的方法验算，这时应该将多塔结构分成多个单塔，按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在同一结构中定义多塔，而是按塔分成多个结构)。
浅析高层建筑结构设计中的主要问题
浅析高层建筑结构设计中的主要问题摘要：随着我国社会经济的逐步发展，以及人口数量和人口密度的逐渐增加，我国各大中城市的建筑物体量也越来越大，并且建筑建造也逐渐朝着高层化的方向发展，高层建筑已经成为了未来建筑的发展趋势，它既可以推动城市化迈向更高的水平，又可以有效的解决我国人口数量大幅增长的状况，因此相关的设计人员必须在对建筑结构进行设计时更加仔细。
本文就结构设计基本原则、抗震性能、受力特性、概念设计几方面要注意的问题进行了浅析。
关键词：高层建筑；结构设计；问题分析随着我国人口数量的增加和人均住房面积的增加，传统的砖木建筑结构已经远远不能满足人们居住的需求，因此高层建筑因势而起，它为提高人民的生活水平和有效解决土地资源紧张问题都发挥了重要作用，将成为我国建筑未来的发展方向。
除此之外，我国建筑结构也朝着复杂化的方向发展，已经不再是原来单一的砖混结构了。
本文就主要针对高层建筑结构设计中的相关问题与大家进行探讨，希望可以为相关设计人员带来借鉴。
一、建筑结构的基本设计原则建筑结构设计时必须要遵循的基本原则有：适用性原则、安全性原则、经济性原则、美观原则和便于施工原则等。
建筑结构设计中应遵循力学原理、符合结构概念设计；根据建筑物所处的位置以及使用性质的不同，进行相对应的专项设计，以满足使用功能的不同要求；在保证工程质量前提下，合理降低造价，即注重综合效益，注重整体建筑物的社会和环境、经济效益三者之间的关系；应该在结构设计中融入建筑美学，以形成独具特色的建筑物，提高建筑的艺术性、观赏性；考虑施工的可行性，应用新结构、新技术、新材料及可靠的实践来提高施工便利性等。
总之，在建筑结构设计时应该把这些方面结合起来，以保证结构设计的科学性、合理性。
目前，我们国家的建筑规范主要是依据我国的国情依法制定的，其也顺应了社会经济的可持续发展。
这部分的规范在具有强制性，也就是法律条文，也就是说具备相应的法律效力。
建筑设计者要严格依照相应的设计规范来予以实施，在规范无法满足各项规范的时候，就得要及时的向国家来反应，之后再依据实际情况来相应的将科学、合理化的方案制定出来，针对其中出现任何违规以及钻规范空子的不法行为，都得都要严格的依法处理，从严处理。
高层建筑结构设计的几个特点分析
高层建筑结构设计的几个特点分析作者：谭红来源：《建筑建材装饰》2014年第07期摘要：随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能愈来愈复杂。
高层建筑作为特殊的建筑形式，加强其结构设计的实践探讨非常必要。
本文分析了高层建筑结构形式特点的基础上，从不同角度对加强高层建筑结构设计的思路进行了分析。
关键词：高层建筑；结构设计；特点分析前言随着国民经济的迅速发展，工艺技术的进步，新的生产方式产生并发展起来，这就需要各式各样的建筑模式来适应这种发展。
目前，我国的高层建筑独树一帜，其建设活动的发展也是比较顺畅的，这些效果是我们大家有目共睹的。
1高层建筑结构的特点1.1高层建筑结构受到自身特性的约束，和一般的建筑有很大程度的不同。
它在承受建筑结构自重和活荷载组成的竖向荷载的同时，还要承受有外界由风压以及水平地震作用所产生的水平荷载。
很多时候，高层结构还应该考虑地震发生时产生的竖向地震作用影响。
由此可见高层建筑对于抗震能力的要求有多么苛刻。
一般来讲，多层建筑结构在水平荷载和竖向荷载作用下，受到的影响有限，但是高层就不同了。
在外界地震作用之下，高层建筑受到的结构破坏是毁灭的，而就风压方面而言，高层的外界风力也是多层所不能比拟的。
随着建筑物高度的不断增加，高层建筑过大的侧移不仅影响视觉的舒适程度，对于结构的受力影响更大，过大的侧移会损坏建筑的结构与非结构构件。
鉴于此，在进行高层建筑设计的过程中，把侧移控制在合理的范围之内是重要的标准，这样才能在实用性和安全性方面得到平衡。
因此，可以说，在高层建筑结构设计中的核心内容就是通过对外界地震作用以及风压作用的计算，做好抗侧力结构的设计。
1.2高层建筑混凝土结构技术规程规定，10层和10层以上或房屋高度超过28m的建筑为高层建筑。
民用建筑设计通则规定，以高度为24m、100m的住宅和公共建筑分别列为高层及超高层建筑，其防火要求不同。
实际上结构没有确切的划分低层、中层和高层的界限，对于结构设计而言影响设计的重要因素—水平荷载及其效应是随高度而渐变的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高层建筑结构振动周期的见解
广州市番禺城市建筑设计院有限公司龙红斌
2012.07
近期接手了开平海伦堡六期的几栋高层的结构方案阶段的工作，都是二十几层的高层建筑。
这几座建筑的PKPM初始计算模型的“周期、地震力与振型输出文件”计算文件中出现了结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比大于0.9的情况，甚至有一座结构的第一自振周期是以扭转为主的振动周期。
经过了一番结构平面布置调整，终于满足了第一自振周期是以平动为主的振动周期，且结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不大于0.9。
现将结构平面布置调整过程的一些心得总结如下。
高层规程（JGJ3-2012）第3.4.5条要求：结构扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85 。
抗规中没有明确提出该概念，所以多层时该控制指标可以适当放松，但一般不大于1.0。
PKPM程序计算出每个振型的侧振成份和扭振成份，通过平动系数和扭转系数可以明确地区分振型的特征。
周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt，周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1（注意：在某些情况下，还要结合主振型信息来进行判断）。
知道了Tt和T1，即可验证其比值是否满足规范。
PKPM设计软件不直接给出结构的周期比，需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。
我们通常的计算方法是：（1）扭转周期与平动周期的判断：从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的扭转周期，按周期值从大到小排列。
同理，将所有平动系数大于0.5的平动周期按其值从大到小排列；（2）第一周期的判断：从队列中选出数值最大的扭转(平动)周期，查看软件的“结构整体空间振动简图”，看该周期值所对应振型的空间振动是否为整体振动，如果其仅仅引起局部振动，则不能作为第一扭转(平动)周期，要从队列中取出下一个周期进行考察，依此类推，直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值，即为第一扭转(平动)周期；（3）周期比计算：将第一扭转周期值除以第一平动局期值即可。
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（GB50011-2010）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”。
（1）当第一振型为扭转时，周期比肯定不满足规范的要求。
说明结构的抗扭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）的抗侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。
（2）当第二振型为扭转时，周期比较难满足规范的要求。
说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大，结构的抗扭刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的抗侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的抗侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结
构内部沿“第三振型转角方向”的刚度，并适当加强结构外围（主要是沿第一振型转角方向）的刚度。
周期比是控制结构扭转效应的重要指标。
它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至出现过大的扭转。
周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）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。
《高规》第3．4．5条对结构扭转为主的第一自振周期Tt平动为主的第一自振周期T，之比的要求所给出的规定，如果周期比不满足规范要求，说明该结构的扭转效应明显，设计人员需要增加结构周边构件的刚度，降低结构中间构件的刚度，以增大结构的整体抗扭刚度。
一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性。
验算周期比的目的，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
对于比较复杂结构，例如对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算。
当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
以过滤局部振动产生的周期。
体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。
周期比不满足规范要求，说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。
结构调整方法最有效原则是：增强周边刚度，削弱内部刚度，尽量周边均匀对称连续。
由于结构外围的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大，所以总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。
利用结构刚度与周期的反比关系，合理布置抗侧力构件，加强需要减小周期方向（包括平动方向和扭转方向）的刚度，削弱需要增大周期方向的刚度。
结构平面布置调整方法一般如下：
（1）增加结构周边剪力墙墙肢的长度或者厚度（增加长度效果会比较明显），在周边位置增设剪力墙，尤其是几个角位，效果最为明显。
使质心刚心偏心率显著改善。
（2）增加周边剪力墙的连梁数、加大周边梁的截面高度，尤其是几个角位的结构梁。
尽量减少角窗，将角窗上的折梁改为反梁。
增大平面
抗扭刚度。
（3）有较大凹入的部位加设拉梁。
较大凹入的部位是结构抗扭刚度的薄弱位置，通过加设结构梁拉结可以有效提高结构的抗扭刚度。
有条
件的应增设拉接楼板。
（4）通过查看位移文件，位移较大周边位置加设拉梁，或者加大梁截面，或者加厚板来提高结构的抗扭刚度。
（5）削弱内部刚度，减弱内部的剪力墙或开结构洞以减少刚度偏心，楼板薄弱处局部加厚。
现在的高层住宅，一般喜欢把电梯井设置在建
筑中部，而且一般都全面积设置成钢筋砼结构，导致了内部刚度过
大。
可以通过开结构洞，减少钢筋砼结构面积，用连梁、砖墙的方
法削弱电梯井筒的刚度。
（6）对于不规则平面或者长宽比较大的平面布局可以采用设缝的办法解决扭转周期比问题。
对于多塔楼结构的平面布局调整时，需注意以下原则：
（1）各塔之间宜均衡，同一塔内宜均衡。
（2）位移比采用整体模型计算，且宜对每一楼层的各个塔块采用强制刚性楼板假定。
周期比可分塔验算，上部有强连接的多塔应补充验算整体
周期比。
（3）对于同基多塔结构，将各个塔楼与裙楼交界处、与连廊交界处切开，只保留各单塔主楼结构范围以内的部分，从而形成多个独立的单塔。
对每个独立单塔，依据上述调整其扭转效应、验算其周期比。
（4）对于上部有强连接的同基多塔结构，如果这些连接能够使两个或多个塔楼形成整体的扭转振型，那么此时应进一步在分拆调整验算的基础
上，将这几个塔楼作为一个整体（即看成一个复合的单塔）进行结构
计算、进行周期比验算。
最后，值得注意的是，在结构的刚度、质量均匀性未调整至足够好，以至于结构的一阶振型中不存在足够纯粹的侧振振型和扭振振型时，验算周期比近乎徒劳，此时的周期比满足或者不满足要求，都不能说明任何问题。
应先强调刚度和质量的均匀性，再加强外圈提高抗扭能力，最后验算周期比、位移比，这个顺序不能颠倒或遗漏。