1 规范中扭转不规则的定义及钢框架结构计算时的问题

《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）（简称抗震规范）3.4节规定“建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性”，其中关于扭转不规则的判定是通过“在具有偶然偏心的规定水平力作用下，楼层两端抗侧力构件弹性水平位移（或层间位移）的最大值与平均值的比值μ”来判定，按规范理解总结扭转不规则程度的分类及限值见下表1：

 

表1 一般结构扭转不规则程度的分类及限值

  

地震作用下最大层间位移角θ 相应于该层（θ所对应的楼层）的扭转位移比μ μ≤1.2 1.2＜μ≤1.35 1.35＜μ≤1.5 1.5＜μ≤1.6 μ＞1.6 θ≤0.4[θ] 规则 一般不规则 特别不规则 特别不规则 不允许0.4[θ] ＜θ≤[θ] 规则 一般不规则 特别不规则 不允许

结构扭转不规则计算时，一般按刚性楼盖计算，必要时也可采用弹性楼板假定进行补充计算。一般情况下，混凝土楼板平面内刚度比较大，符合刚性楼盖假定。但近年来，因钢框架结构抗震性能良好、自重轻、施工周期短、建造速度快等优点，尤其是便于后期改造，钢框架结构在我国工业建筑中的应用越来越广泛，此时，对于钢框架压型钢板组合楼板或混凝土楼板，一般也能满足刚性楼板假定。但对于钢格板或者花纹钢板的钢楼盖，因钢楼盖与钢梁不是完全焊接，在水平力作用下容易发生翘曲，在计算结构扭转位移比时，需满足什么要求才能假定为刚性楼盖，是很多工程师不太明白的。本文通过工程实例计算，对工业建筑中钢楼盖钢框架结构的扭转不规则判别进行研讨，指出在结构设计时怎么通过概念设计满足刚性楼盖假定，判定钢楼盖钢框架结构的扭转不规则性。

2 钢楼盖钢框架结构如何计算扭转位移比

抗震规范条文说明指出计算扭转位移比时，按刚性楼盖计算[1]；采用弹性楼盖假定时，楼层位移比的判别结果仅可作为参考值。对楼盖计算假定的确定，属于概念设计的范畴。在进行不规则判别时，一般情况下，楼板整体完整性较好时，采用概念清晰明确的刚性楼盖假定计算。但对于工业建筑，楼板经常会开大洞，尤其对于钢楼盖结构，因钢楼盖与钢梁不全完焊接，在水平力作用下容易发生翘曲，即钢楼盖在平面内刚度不是无限大，不是明确的刚性楼盖。

规范中所指的刚性楼盖假定，并不是要求楼板的平面内刚度无穷大，按国外的相关规定，楼盖周边两端最大位移不超过平均位移2倍的情况均称为刚性楼盖，超过2倍则属于柔性楼盖。这考察的不仅是楼板本身的平面内刚度，而是对抗侧力结构布置的均匀性以及楼板的协调变形能力的综合考量。实际工程中，先按弹性楼盖假定计算，在“规定水平力”作用下，计算楼盖周边两端最大位移不与平均位移的比值，当比值不超过2时，再按刚性楼板假定计算扭转位移比，判别结构的扭转规则性；当比值超过2时，可以通过以下方式调整结构模型，使之满足刚性楼盖假定要求：

（1）调整钢框架的抗侧力构件布置，使之均匀，重点加强结构两端抗侧力构件。

经治疗，患者皮疹等临床症状完全消退，皮肤无遗留色素沉着，且已经干燥并结痂为治疗显效；经治疗，患者疼痛症状有所缓解，皮疹消退程度在75%～85%之间，皮肤开始小范围结痂为治疗有效；经治疗后患者皮疹等临床症状无明显改善，极少数患者疼痛难忍，皮肤并未出现干燥并结痂现象，甚至极少数患者病情出现加重现象为治疗无效；现阶段临床将治疗总疗效=显效率+有效率。

跑出树林后，我坐在河边喘了好一阵气，估计没有危险了，便又悄悄地返回树林里，检阅我的“战果”。我看到马蜂窝躺在树下的一片水洼里，马蜂们正惊慌失措地在上面爬来爬去，透明的翅膀不规则地颤动着，一副可怜的样子。

3 通过工程实例计算说明钢楼盖钢框架结构扭转位移比的计算

  

图1 某钢框架结构模型图

最开始设计时，未设置楼面水平支撑和楼梯间柱间支撑，在PKPM模型中设置楼板厚度为0，忽略楼板的刚度进行计算，计算结果见表钢框架位移比。

2)虽然近几年岩石声发射监测技术及其应用取得了很大进步，但声发射仍旧是少数理论研究滞后与工程应用的学科之一，因此，非常有必要系统的开展现场和室内岩石声发射试验研究，以声发射信息与冲击地压孕育、发生和发展过程的关系研究为基础，探索冲击地压孕育各阶段前兆信息产生的物理机制和规律，利用监测数据建立煤岩冲击破坏理论，利用相应的理论来解释监测数据的变化规律，并建立相应的预测模式和方法，使冲击地压预测方法与发生机理研究相关联，可显著提高预测的客观性和准确性。

从计算结果可以看出，某最大楼层位移比超过2，不符合刚性楼盖定义，所计算位移比大都超限，且前几阵型周期为扭转周期，说明结构的抗扭能力较弱，需要调整结构模型。因首层楼面有设备大开洞，为提高楼层平面的整体性、增大楼面水平刚度及增加楼板的协调变形能力，在除设备预留洞的其他位置设置水平支撑；原框架的柱间支撑设置在框架中部和两端，较为均衡，为了增加楼层两端抗侧力构件的刚度，在楼梯间不影响工艺管道的位置处增设柱间支撑。修改后的模型经计算得出，第一扭转期出现在第3阵型，且楼层位移比均小于2，满足刚性楼盖假定。按刚性楼盖假定计算结构见表钢框架位移比，所有扭转位移比结构满足规范要求，结构为扭转规则结构。

某工业建筑装置，位于7度区，钢框架结构，首层标高7m，有设备预留洞大开洞，第二层标高为13m，仅有小设备，无大开洞，第三层标高17m。屋顶为压型钢板屋面，楼面为钢格板。

（2）设置水平支撑，增大楼面水平刚度，增加楼板的协调变形能力。

我国的职业高中是没有考上重点高中的“差等生”，职业高中的学生普遍学习成绩较差，没有较强的学习意识，并且存在厌学心态，在初中阶段没有养成良好的学习习惯。中职学生的思维能力活跃，不墨守成规，动手能力较强，但是缺乏实践经验。

 

表2 钢框架位移比

  

规定水平力 X向正偏心X向负偏心X向正偏心Y向负偏心最大楼层位移比 1.77 2.01 1.36 1.45无楼面水平支撑和楼梯间柱间支撑（非强刚）最大层间位移比 2.03 1.97 1.64 1.53最大楼层位移比 1.10 1.18 1.03 1.03设置楼面水平支撑和楼梯间柱间支撑（强刚）最大层间位移比 1.20 1.18 1.10 1.10

因框架在7度设防区，抗震设防类别为乙类，为了满足地震区结构要设置多道防线的设计理念，本框架采用钢框架-中心支撑结构。在结构两端和中间位置设置柱间支撑。

4 结束语

（1）规范规定楼层位移比考察的是楼层结构的整体扭转效应，因此，应按刚性楼盖假定计算。

（2）规范规定，楼盖周边两端最大位移不超过平均位移2倍的情况均称为刚性楼盖，并非是指刚度无穷大。

（3）采用弹性楼盖假定计算时，计算的最大位移，不一定是规范要求的楼层边角点处位移，可能是结构内部某点的局部位移，不能代表主体结构的地震效应。

（4）对于钢楼盖钢框架结构，在进行楼层扭转规则判别时，先进行弹性楼盖假定计算，若计算结果符合刚性楼盖假定要求，按强刚假定计算扭转位移比并分析结构扭转规则性，然后对弹性楼盖假定计算结果进行补充分析，以限制结构的局部位移；若计算结果不符合刚性楼盖假定要求，从概念设计理念着手调整结构布置，使之满足刚性楼盖假定，使整个结构为抗震有利结构。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范（2016年版）GB50011-2010[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2]陈才堡，安来.对建筑结构扭转不规则程度判别的研讨[J].建筑结构，2006，36（12）：76-78.

[3]王鑫.楼板平面内刚度计算方法的综述[J].四川建材，2015，41（6）：35-38.

[4]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[5]徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[6]李必瑜.房屋建筑学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[7]沈蒲生.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8]何海荣.浅议国内钢结构设计规范与欧美设计规范的几点差别[J].科技资讯，2009.

[9]于炎鑫，王英杰，荣帆.试论高层建筑的钢结构施工技术[J].企业技术开发，2009.

[10]郭兵，雷淑忠.钢结构的检测鉴定与加固改造[M].中国建筑工业出版社，2006.