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高层建筑结构 青岛理工大学 田 砾 2011.10 简要回顾 Review 框－剪结构计算简图如何确定？ 框－剪结构位移、内力分布、荷载分 配规律？ 总框架抗推刚度、房屋刚度特征值？ 协同工作原理？ §4 扭转近似计算 本节重点（Emphases） 质量中心、刚度中心 近似方法求三类基本结构 的刚心 剪力修正 Chp.5 结构近似计算 水平荷载作用线不通过结构刚心－扭转 扭转难于避免，无法精确计算 应注重概念设计：减小扭转效应、加强抗扭能力，计算只是补充 质量中心 定义：水平地震作用即惯性力的合力作用点。 计算方法：将建筑平面分为若干个质量均匀分布的单元，在参考坐标系 xoy 中确定质心坐标xm，ym 质量中心 刚度中心 抗侧力结构的某层层间在 x方向和 y 方向分别有相对侧移δx和δy 时，则在x方向的第 j 榀抗侧力结构中产生抗力Vxj ，在y 方第 k 榀抗侧力结构中产生抗力Vyk 。通常把结构平移时的合力作用线∑Vxj，∑Vyk的交点称为结构的刚度中心（任选xoy 坐标系） 框架结构 剪力墙结构 框剪结构 刚度中心 可以看成是不考虑扭转时各抗侧力结构单元层剪力的合力中心。 偏心距 质心（或风力合力作用线）和刚度中心之间的距离e0x和e0y ，即为计算偏心距。 高层建筑结构抗震设计时，要考虑偶然偏心的影响，将偏心距增大，得到设计偏心距。 LxLy是与力作用方向垂直的建筑总长 考虑扭转作用的剪力修正 δ 平移与扭转叠加的层间位移： 与y轴平行的第i片结构沿y方向层间位移： 与x轴平行的第k片结构沿x方向层间位移： 由抗侧刚度定义可知： 由∑y＝0可知： 由∑M＝0可知： 整理后可得： 抗扭刚度 y方向作用偏心层剪力Vy ，y方向i片及x方向k片结构的剪力为： 同理，x方向在偏心层剪力作用下， x方向k片及y方向i片结构的剪力： 可将控制内力简写： 剪力修正系数 剪力修正系数 讨论Discussion 同一结构中，各片抗侧力单元扭转修正系数大小不同, 可能大于1，也可能小于1。离刚心愈远的抗侧力单元，剪力修正系数愈大。 在扭转作用下，各片抗侧力单元的层间位移也不相同，距刚心最远的抗侧力单元的层间位移最大。 讨论Discussion 两个方向的抗侧单元都对抵抗扭矩有贡献。离刚心愈远对抗扭的贡献愈大。 抗侧刚度较大的墙离刚心远，抗扭效果好;抗侧力单元布置成内部尺寸较大的正方形或圆形，抗扭效果好。 结构各层的刚心并不在同一根竖轴上，各层结构的偏心距和扭矩不同。 本章小结－思考题 何谓质量中心？风荷载合力作用点与质心计算有何不同？ 何谓刚心？如何近似计算？ 考虑扭转的剪力修正系数有何物理意义？ 如何从概念设计上考虑扭转问题？