硕十学位论文摘要高层建筑结构设计中，平面布置规则性是必须仔细考虑的因素，由于不规则平面布置结构使其平面质量中心同刚度中心不重合，使结构绕刚心发生扭转，导致同层构件同一方向上产生不同位移，严重时导致结构整体破坏，所以在结构设计中，必须对结构平面布置不规则扭转问题提起足够重视。规范对于结构不规则问题的解决提出了周期比和位移比参数，而由于结构形式、平面布置多种多样，令结构自身抵抗扭转的能力也有所不同，因此用同样位移比标准，即“位移比不宜大于1 2 ，不应大于1 5 “ 来描述不同结构形式的不规则特性，不能很准确地反映出结构的抗扭能力。本文首先试图对平面不规则高层建筑结构，就规范有关抗扭设计规定进行分析和探讨，发现控制扭转位移比和扭转周期比在抗震设计中存在一些值得商榷的问题；接着试图通过结构软件P K P M 建立一定数量、具有一定相似性的结构模型，计算每个结构的位移比、扭转刚度、最大位移等基本数据，对所得位移比数据结果，通过数理统计方法，得出不同分组模型结构位移比变化趋势，总结出结构中与结构扭转能力有关的相应参数同位移比之间的统计规律，使其在一定平面布置形式的结构中，成为规范中通过位移比参数来界定结构不规则特性的一种必要补充，并希望所得结论与所用方法能够对实际工程起到一定参考作用。关键词：平面不规则周期比位移比扭转刚度扭转角A bs t r a c tI nd e s i g no ft a l lb u i l d i n g ，t h er e g u l a rs t m c t u r ei np l a ni sm u s tc a r e f u lc o n s i d e r a t i o n b e c a u s eo ft h ei r r e g u l a rs t r u c t u r ei np l a na r r a n g et h es t m c t u r et om a k ei t sf l a tq u an t i t yc e n t e ra n dj u s tc e n t e ri sn o th e a v yt om a t c h ，c a u s eas a m ed i r e c t i o no ft h e1 a y e rp ro d u c et h ed i f 诧r e n td i s D l a c e m e n t T h es e r i o u sh o u rc a u s ew h o l eb r e a k a g eo fs t r u c t u r e I ns t r u c t u r ed e s i g n ，m u s tc o n s i d e r a t i o nt o r s i o na lr e s p o n s eo fi r r e g u l a rt a l lb u i l di n gi np l a n O u rc o u n t r yc u r r e n ts e i s m i cd e s i g nt op u tf o r w a r dt h et o r s i o n a ld i s p1 a c m e n tr a t i oa n dp e r i o d ，b e c a u s eo ft h es t r u c t u r ef o m ，t h es t r u c t u r er e s i s tt h ea b i l i t yf o rt o r s i o nt oa l s oh a V et h ed i s s i m i l a r i t y T h es t a n d a r dw i t ht h es a m e “m o V er a t i on o tp r o p e r b i gi n1 2 ，s h o u l d n tb eb i gi n1 5 c a n tr e f l e c tt h es t m c t u r et or e s i s tt h ea b i l i t yo ft o r s i O n T h ep a p e rt r i e st h ep r o b l e mt os t u d i e st h ei r r e g u l a rt a l lb u i l d i n g O u rc o u n t r yc u r r e n ts e i s m i cd e s i g np r o v i s i o nt oc a r r yo na n a l y s i s，d e t e c t i o nt h ec o n t r o lt h et o r s i o n a ld i s p l a c e m e n tr a t i oa n dp e r i o de x i s ts o m ep r o b l e m T r yt oc r e a t et h ec e r t a i nq u a n t i t ys t r u c t u r em o d e l so ft h eP K P Ms o f t w a - r e ，t h em o d e l sh a V et h ec e r t a i nl 主k e n e s s ，c o m p u t et h ee a c hs t r u c t u r eo fd i s p l a c e m e n tr a t i oa n dt o r s i o n a lj u s t ，a n db i g g e s tm o v e st h eb a s i cd a t ao fe t c ，t ot h ei n c o m em o v et oc o m p a r et h ed a t ar e s u l t ，p a s st h em a t h e m a t i c sc o v a r i a n c em e t h o d ，g e tad i s s i m i l a r i t yd i V i d eam o d e ls t m c t u r em o v e st oc o m p a r et h ev a f i e t yt r e n d ，m a k ei nc e r t a i n l yf l a ta r r a n 鲁et h es t r u c t u r eo ft h ef o r m I tb e c o m eo u rc o u n t r yc u r r e n ts e i s m i cm o v et oc o m p a r et h ep a r a m e t e rt od e f i n it i o nt h ei r r e g u l a rc h a r a c t e r i s t i co fs t r u c t u r eo fak i n do fn e c e s s i t yc o m p l e m e n t ，a n dh o p et og a i nt h ec o n c l u s i o na n dw i t hm e t h o dc a nt oa c t u a lt h ee n g i n e e r i n gr i s e st oa r r i v et b ec e r t a i nr e f e r e n c ef u n c t i o n K e y w o r d s ：t h ei 仃e g I l l a ri np l a n ，t o r s i o n a lj u s t ，t o r s i o n a lp e r i o dr a 矗o ，t o r s i o n a ld i s p l a c e m e n tr a t i oa n g l eI I兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：菇志、鬈日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：薄志莲、 导师硌毋查卿、日期：年月日日期：年月日硕十学位论文1 1 引言第1 章绪论随着建筑业的发展，建筑的建造数量正在迅速增加，建筑的高度也在迅速增长。使得工程技术人员越来越受到一些高层建筑结构知识的挑战。从事高层结构设计的工程师，必须能够吸收当代高层设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震、抗风的安全性等诸因素加以统筹考虑，才能设计出经济合理的高层建筑结构体系。由于近来新材料的使用和建筑学审美情趣的发展，不规则高层建筑结构设计成为建筑设计的制高点。随着震害经验的不断积累，人们不断认识到，不规则不对称结构在地震作用下的扭转破坏很严重，震害现象也证明了这一点。如1 9 7 2 年南美洲马那瓜地震中，两幢高层建筑的截然不同震害就是由于主要抗侧力构件非对称布置所造成附加震害的典型实例，其中十五层的中央银行大厦因抗侧力构件不对称布置( 钢筋混凝土楼梯井均集中布置在结构平面的右侧) 而发生倒塌，而采用对称外框内筒结构的十八层美洲银行大厦，却只受到轻微破坏；1 9 8 5 年墨西地震中，有l5 的建筑物直接或间接的由于结构扭转发生破坏L 2 、3 】；1 9 9 9 年9 月台湾地震中，许多平面布置不均匀的高层框架结构都出现了扭转震害特征。又如，天津市人民印刷厂一幢六层的现浇注的钢筋混凝土框架结构，高2 7 M ，平面呈“L ”形( 见图1 1 ) ，发生严重的扭转。又如，神户地区某一办公楼建筑剖面( 见图1 2 ) ， -u-_一o oo L n r f lI 图1 1天津人发印刷厂平面图平面不规则高层建筑扭转效应研究平面图( 见图1 3 ) ，总高3 6 4 m ，框架剪力墙结构，由于布置不合理，地震时发生严重的扭转破坏【4 1 。7 j ：? ：二叠I ：? -j ：Il I浞鲁j lI I；：j o ：三lI j ：渊10 ：j ：! II一 囊：0 鼍l|一：I 舅lk j ：；0 。dI一：jt ：air 1匕J - _l rf、ib冈切土L莎乏山_汹一lrrT图1 2剖面图图1 3平面图以上事实表明，高层建筑结构在地震作用下的扭转振动是难以避免的，引起结构扭转振动的因素总的说来主要有两点：地震动本身包含的转动分量以及建筑结构本身的因素。地震波通过地面时的运动是极其复杂的，地面的每一部分不仅产生三个正交的平动分量( 一个竖向的和两个水平的分量) ，而且也产生三个转动分量。当地面运动存在明显的扭转分量时，不论结构对称与否，都会出现扭转效应。至于结构本身的因素，则包括了结构布置的不规则、结构刚度退化的不均匀和结构的偶然偏心等几个方面。当结构在平面内的质心和刚心不重合时，在地面运动水平分量的作用下，会出现扭转效应；当结构进入非弹性反应时，