摘要：通過對高層結構計算中周期比的具體分析，找出結構抗震的薄弱部位，以解決目前高層結構計算中，扭轉周期比超限的問題。
　　關鍵詞高層，周期比，扭轉
　　
　　1.引言
　　周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對關系，而非其絕對大小，它的目的是使抗側力構件的平面布置更有效、更合理，使結構不致于出現過大（相對于側移）的扭轉效應。所以說周期比控制不是在要求結構足夠結實，而是在要求結構承載布局的合理性。2008年汶川地震表明：建筑平面不規則和扭轉剛度太弱的結構在地震中極易發生扭轉脆性破壞，甚至發生結構整體倒塌事故。因此在高層結構布置初期，就應該使抗側力構件的平面布置更有效、更合理，使結構不至于出現過大的扭轉效應，增強抗扭轉能力。
　　2.周期比的確定
　　《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）第3.4.5條：結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結構及復雜高層建筑不應大于0.85。周期比不滿足規范的要求，說明該結構的扭轉效明顯，設計者應根據需要增大結構周邊構件的剛度，或降低結構中間構件的剛度，最好同時進行，來增強結構的整體抗扭轉能力。
　　限制結構的抗扭剛度不能太弱。關鍵是限制結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期Tl之比。當兩者接近時，由于振動耦聯的影響，結構的扭轉效應明顯增大。扭轉耦聯振動的主振型，可通過計算振型方向因子來判斷。在兩個平動和一個扭轉方向因子中，當扭轉方向因子大于0.5時，則該振型可認為是扭轉為主的振型。高層結構沿兩個正交方向各有一個平動為主的第一振型周期，Tl是指剛度較弱方向的平動為主的第一振型周期，對剛度較強方向的平動為主的第一振型周期與扭轉為主的第一振型周期Tt的比值。高層建筑結構當偏心率較小時，結構扭轉位移比一般能滿足本條規定的限值，但其周期比有的會超過限值，必須使位移比和周期比都滿足限值，使結構具有必要的抗扭剛度，保證結構的扭轉效應較小。當結構的偏心率較大時，如結構扭轉位移比能滿足本條規定的上限值，則周期比一般都能滿足限值。
　　3.周期比的控制方法
　　總的調整原則是增大結構周邊構件的剛度，或降低結構中間構件的剛度。具體方法有：增加剪力墻之間的連梁數、增大連接板的厚度、盡量減少角窗。Ⅰ.盡量加大周邊構件截面，增大平面抗扭剛度；Ⅱ.加厚離質心較遠處的剪力墻厚度，使質心剛心偏心率顯著改善；Ⅲ.平面凹凸不規則處加拉梁，有條件的應增設拉接樓板；Ⅳ.中間剛度很大的筒體可加開結構洞以減小剛度偏心，樓板薄弱處局部加厚。
　　4.實例
　　以某30層住宅，高度為96.50米，抗震設防烈度7度,地震加速度0.15g,設計地震分組第一組，剪力墻抗震等級為二級，基本風壓（100年）0.75KN/m2。平面布置圖見圖1。
　　
　　
　　本工程采用中國建筑科學研究院開發的SATWE程序進行設計，計算中采用樓板剛性假定，考慮偶然偏心影響，生成WZQ.OUT文件。
　　振型號周期轉角平動系數(X+Y)扭轉系數
　　11.9680178.631.00(1.00+0.00)0.00
　　21.9436119.410.00(0.00+0.00)1.00
　　31.530988.541.00(0.00+1.00)0.00
　　40.5562175.610.38(0.38+0.00)0.62
　　試算結果結構周期比為1.9463/1.9680=0.9889>0.9不滿足規范要求的0.9，于是平面做如下調整：
　　生成的WZQ.OUT文件：
　　振型號周期轉角平動系數(X+Y)扭轉系數
　　12.557591.051.00(0.00+1.00)0.00
　　21.87081.030.93(0.93+0.00)0.07
　　31.44570.100.07(0.07+0.00)0.93
　　40.5754103.001.00(0.05+0.95)0.00
　　調整后結構周期比為1.4457/2.5575=0.56<0.9，滿足了規范要求的0.9。因此說，通過增大結構周邊構件的剛度，或降低結構中間構件的剛度，可以使周期比滿足規范要求。
　　5.結論
　　在高層結構初步設計階段，就應改注意豎向抗側力構件的布置合理化，與其他專業及時溝通，以保證整體結構具有足夠的抗扭剛度，以免在施工圖設計階段再進行修改，給別人和自己造成不必要的麻煩。
　　參考文獻
　　1.《建筑抗震設計規范》GB50011-2010
　　2.《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3—2010
　　3.《混凝土結構設計規范》GB50010-2010