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1☈⊙☉℃℉❅、結構產生扭轉反應的原因及判定

1.1結構本身不規則結構本身的不規則包括三個方面：第一是樓層質心的偏移ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，這是由于質量分布的隨機性造成的☈⊙☉℃℉❅，主要表現在結構自重和荷載的實際分布變化⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，質量中心與結構的幾何中心不重合㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，存在一定程度的偏離ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ；第二❣❦❧♡۵，由于施工工藝和條件的限制⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、構件尺寸控制的誤差⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、結構材料性質的變異性♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、構件受荷歷程的不同ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、構件實際的邊界條件與設想的差別等因素㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，使剛度存在不確定性㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，造成的剛度中心偏移❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣；第三是結構剛度退化的不均勻ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，當結構進入彈塑性階段時⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，本來是規則對稱的結構✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，也會出現隨變形形態而變化的扭轉效應✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。例如⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，結構某一角柱進入彈塑性狀態⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，它的剛度較彈性階段時小ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，而其他的角柱可能仍處于彈性階段ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，這時ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，剛度分布在結構平面內發生了變化㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，導致剛度不對稱⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，使結構產生扭轉反應♀☿☼☀☁☂☄。

1.2.扭轉不規則的判定建筑結構的平面不規則性大致可以分為三種：一是平面形狀不規則⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，也稱為凹凸不規則♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃；二是樓板局部不連續ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，連接較弱⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤；三是抗側力體系布置引起的扭轉不規則✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。國內外的建筑規范都是從不規則結構的震害實際調查著手ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，考慮地震作用的不確定性和地震效應計算的不完整性☾☽❄☃，對結構的不規則性給出了判別的準則①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。在這三種不規則性中㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，平面形狀不規則和樓板局部不連續的判別比較直觀ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。而扭轉不規則✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，是結構平面不規則最重要的控制指標✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，需要進行分析計算來判別㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。

1.3.判定指標――位移比值由不規則結構的地震反應特征入手⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，通過分析質量和剛度平面分布☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，確定結構反應⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，計算扭轉變形與側向變形的相對大小⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，通過扭轉位移比值來判別結構的不規則性⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。如果結構扭轉變形太大❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，會造成邊緣構件變形過大✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，進而過早的進入破壞狀態①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，造成局部倒塌繼而可能引起整體結構倒塌⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，這樣的破壞機制難以實現整體結構的延性✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，對結構抗震十分不利①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。因此⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，控制扭轉位移比值是需要澳尼斯人娱乐官方网址高度重視的工作之一☾☽❄☃。

2①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、我國不規則結構的抗震設計方法

針對不規則結構進行抗震設計主要有地震反應分析方法和構造措施兩個方面⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。我國現行規范采用扭轉耦聯振型分解反應譜法時♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，考慮了結構的實際偏心웃유ღ♋♂，但沒有考慮結構的偶然偏心⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾；只有在計算地震扭轉作用時考慮結構的偶然偏心✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。我國通常采用的抗震設計方法有：①等效靜力法웃유ღ♋♂；②振型分解反應譜法⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。

在采用振型分解反應譜方法計算地震作用效應時⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，對于單向水平地震效應組合方法☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，我國新建筑規范中增加了考慮兩個主軸方向同時施加地震作用⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，以及雙向水平地震作用效應的組合✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，即取一個方向100％的值與另一個方向85％的值的“平方和平方根組合”⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。由此可見⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，我國對建筑結構抗震性能提出了越來越高的要求♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。

3⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、不規則結構的地震反應分析與評估

3.1.振型分解反應譜法分析振型分解反應譜法是利用單自由度體系反應譜和振型分解原理♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，解決多自由度體系地震反應的計算方法⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，它考慮了結構動力特性與地震動力特性之間的關系⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，通過反應譜來計算由結構動力特性所產生的動力反應㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。反應譜曲線是以周期為橫軸ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，反應為縱軸的反應周期關系曲線⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

3.2.振型分解反應譜法優點振型分解反應譜法考慮了地震強度和結構物的動力特性⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，以及建筑場地和震中距的影響✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。早在五十年代反應譜法就廣泛地為各國建筑規范所采用⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，而且至今仍然是我國和世界上許多國家結構抗震設計規范中地震作用計算的理論基礎①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。此外❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，由于反應譜是根據國內外大量地震記錄計算出的單質點系最大地震反應而繪制出的⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，從統計理論角度能較確切地給出結構在其使用期內遭遇地震的最大反應✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，相對在定量上較為可靠✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，這正是反應譜法的突出優點⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。

3.3.振型分解反應譜法評估雖然反應譜法有著理論成熟ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、計算簡單的優點ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。然而ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，由于其實質上的局限性⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，反應譜法有如下不足之處：

①反應譜雖然考慮了結構動力特性所產生的共振效應❣❦❧♡۵，但在設計中仍然把地震慣性力按照靜力來對待ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，所以反應譜理論只是一種準動力理論☾☽❄☃；

②地震動的三要素是振幅✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、頻譜和持續時間ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，在制作反應譜過程中只考慮了地震動的前兩個要素――振幅和頻譜✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，未能反映地震動持續時間對結構破壞程度的重要影響⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ；

③反應譜是根據彈性結構地震反應繪制的㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，只能籠統地給出結構進入彈塑性狀態的結構整體最大地震反應☈⊙☉℃℉❅，不能給出結構地震反應的全過程①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，更不能給出地震過程中各構件進入彈塑性變形階段的內力和變形狀態ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，因而也就無法找出結構的薄弱環節㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。因此☈⊙☉℃℉❅，如何彌補振型分解反應譜法的不足♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，是澳尼斯人娱乐官方网址在未來工作中需要研究♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、探討和解決的關鍵問題ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。