浅析建筑结构模型周期比的调整方法
(完整版)周期比合理情况与调整
今天看到一个悬赏的帖子，关于振型为扭转时的调整的，给他回复了，不过很多人可能不容易找到，并且这是我们这种新手一般会遇到的问题，所以就再发一个帖子，当然了，帖子的内容不是我写的，谁写的这些也无从查起了，但是其内容还是很有价值的，在这里对其人表示敬意。
如其人看到了，感觉有不妥之处联系我，立刻删除，绝对尊重别人的成果，当然了，最好一直留着供是大家互相学习。
1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。
2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。
见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性（周期和振型）宜相近”；高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”；高规8.1.7条7款“抗震设计时，剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
3）结构的刚度（包括侧移刚度和扭转刚度）与对应周期成反比关系，即刚度越大周期越小，刚度越小周期越大。
4）抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系，结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5）当第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6）当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时当第二振型为扭转时，，，，说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大，，，，结构的扭转刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部沿沿沿沿““““第三振型转角方向第三振型转角方向第三振型转角方向第三振型转角方向””””的刚度的刚度的刚度的刚度，或适当加强结构外围或适当加强结构外围或适当加强结构外围或适当加强结构外围（（（（主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转主要是沿第一振型转角方向角方向角方向角方向））））的刚度的刚度的刚度的刚度。
高层结构周期比的调整
浅析高层结构周期比的调整摘要：通过周期比的相关概念分析，指出控制周期比的目的，实际是控制结构的扭转效应；控制周期比的实质，实际是避免结构的扭转破坏。
同时，对周期比计算时应注意的问题做了一些总结。
重点阐述了几种周期比有效调整的方式方法。
关键词：周期比；扭转周期；平动周期；振型；扭转刚度；侧移刚度abstract: through the analysis of related concepts of cycle ratio, and points out that the control cycle than the objective, practical is to control the torsion effect; the control cycle than real, practical is to avoid the damage of structure torsion. the methods for several cycles than effective adjustment method.keywords: periodic ratio；torsional period；translation period；vibration； torsional stiffness；lateral stiffness 中图分类号：tu973文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）引言国内、外历次大地震震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构，在地震中极易遭受到严重的破坏。
国内一些振动台模型试验结果也表明，过大的扭转效应会导致结构的严重破坏。
限制结构的抗扭刚度成为限制结构扭转效应的一个主要方面，而限制结构的抗扭刚度不能太弱，关键是限制结构的周期比。
1周期比的相关概念新《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.4.5条规定：结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比，a级高度高层建筑不应大于0.9，b级高度高层建筑、超过a级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85。
周期比 的调整方法
周期比的调整方法如果某单塔楼结构不能满足高规(4.3.5)条的位移比要求或者周期比要求，就说明该结构或者刚度分布和质量分布的均匀性差、或者抗扭能力不足、或者二者兼具之。
这时需要对结构做适当调整以谋求改善。
通常可以按下面的次序进行调整:(1)质量和刚度分布的均匀化调整(减小偏心率e/r)(2)观察振型，了解平面各个部位的相对强弱，根据总体刚度情况，或削强，或补弱。
(3)经过调整，直到结构出现足够纯粹的主振型，均匀化调整即告完成。
(4)侧振(扭振)成分超过80%的振型可视为较纯粹的侧振(扭振)振型。
(5)结构内外圈刚度比例调整(减小周期比Tt/T1)如周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
总的调整原则是通过相对加强楼层的外圈刚度，以增强结构抗扭能力，从而可以使周期比减小乃至于满足要求。
所谓相对加强，其含义为:如果整体结构的抗侧力刚度不够强，位移角刚刚能够满足规范要求，这时需要加强外圈刚度;如果整体结构的抗侧力刚度已经足够强，位移角远小于规范限值，这时也可以考虑削弱结构内筒的刚度。
具体方法有:(1)增加剪力墙之间的连梁数、增大连接板的厚度、尽量减少角窗、将角窗上的折梁改为反梁。
(2)尽量加大周边构件截面，增大平面抗扭刚度;(3)加厚离质心较远处的剪力墙厚度，使质心刚心偏心率显著改善;尤其是加强四角剪力墙(4)中间减弱剪力墙。
(5)平面凹凸不规则处加拉梁，有条件的应增设拉接楼板;(6)中间刚度很大的筒体可加开结构洞以减小刚度偏心，楼板薄弱处局部加厚。
☆特别值得强调的事(1)在结构的刚度、质量均匀性未调整至足够好，以至于结构的一阶振型中不存在足够纯粹的侧振振型和扭振振型时，验算周期比近乎徒劳，此时的周期比满足或者不满足要求，都不能说明任何问题。
(2)先调刚度和质量的均匀性;再加强外圈提高抗扭能力;最后验算周期比、位移比:这个顺序不能颠倒或遗漏。
浅谈结构计算中几个重要参数的调整方法
浅谈结构计算中几个重要参数的调整方法摘要：为保证钢筋混凝土结构的科学性与合理性，对结构计算结果的正确判断与调整是设计中的关键。
以下针对规范中对轴压比、周期比、层间位移角、位移比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比等几个重要参数的规定，提出最佳的调整方法，与同行探讨。
关键词：钢筋混凝土结构；结构计算；参数调整Will: to ensure the reinforced concrete structure more scientific and reasonable structure calculation results of the judging correctly and adjustment of the design is the key. The following for specification to axial compression ratio, cycle of displacements Angle than, than, stiffness ratio, the displacement between layers, shear bearing capacity, and just weight than, cut the heavy than than the provisions of several important parameters, put forward the best adjustment method, and peer discussion.Keywords: reinforced concrete structure; Structure calculation; Parameters adjustment1 轴压比主要为控制结构延性。
规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)6.3.6和6.4.2。
高层结构如何调位移比和周期比
高层结构如何调位移比和周期比-本质分析位移比本质是结构抗扭：1 调整结构平面布置的不规则性。
减小结构相对偏心距；结构扭转效应与结构相对偏心距成线性关系。
因此调整结构平面布置，使结构的质心与刚心接近或者比较接近将会明显减小楼层位移比值，从而改善结构的扭转效应。
调整结构平面布置的不规则性一般是在初步计算分析以后，从计算结果文件中找出结构的质心和刚心位置，从而判断结构的刚度分布情况。
然后再根据具体情况适当增加或者减少离质心较远处的剪力墙．从而达到减小质心和刚心偏心率，改善结构扭转效应的目的。
2 调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比．控制结构周期比：结构扭转效应与结构周期比Tt/T1的平方成线性关系。
因此结构方案设计时，除了调整结构平面布置的不规则性减小相对偏心距外，还应该更加重视减小结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比Tt/T1。
因为当两者接近时，由于振动耦联的影响．结构的扭转效应明显增大。
调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比一般采取以下措施：(1) 在建筑允许的情况下，尽量加长或加厚周边剪力墙尤其是离刚心最远处的剪力墙，提高抗扭刚度，减小结构扭转周期Tt：(2) 减少核心筒的剪力墙厚度或采用弱连梁连接剪力墙，从而减少核心筒刚度，削弱结构侧移刚度，加大第一平动周期T1；(3) 在结构周边加设拉梁，加强周边连梁刚度，增强结构抗扭刚度，减小结构扭转周期Tt：(4) 结构刚心附近的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大，但对侧移刚度贡献较大，因此削弱刚心附近的剪力墙，可以加大第一平动周期T1；(5) 在既不能加强周边剪力墙也不能削弱中部剪力墙的情况下，可以适当加强周边框架梁的刚度，从而对结构整体形成套箍效应，增强结构抗扭刚度，减小结构扭转周期Tt。
显然这种方法是不经济的。
只有在以上办法都行不通的情况下才迫不得已的情况下才采用。
3、适当提高周边抗扭构件的抗剪能力，增强结构抗扭能力安全度；。
]结构第一周期扭转调整方法
![]结构第一周期扭转调整方法](https://img.taocdn.com/s3/m/4aef2e370722192e4436f60c.png)
如果看这个您判断扭转周期是第二周期吗？有人会断定第四周期才是第一扭转周期吗？
【最最直接的判断方法】
看各个振型里面各个位移分量的质量参与系数，根据他们可以判断第二周期究竟是平动为主还是扭转为主；可惜PKPM不提供这样的输出结果。sap2000和etabs的输出结果就比较详细一些。对于一般工程，估计大部分设计人员都不会使用etabs进行复核，那么在这种情况下，如何判别结构的固有周期特性？
12 1 -0.012 0.164 -0.013
11 1 -0.011 0.143 -0.011
10 1 -0.009 0.123 -0.010
1 1 0.000 0.000 0.000
振型 2
-------------------------------------------------------
Floor Tower X-Disp Y-DISP Angle-Z
9 1 -0.008 0.104 -0.008
8 1 -0.007 0.085 -0.007
7 1 -0.006 0.067 -0.006
3 8468.62
4 6.92
5 5.62
6 3616.59
7 12.15
各振型作用下 Y 方向的基底剪力
-------------------------------------------------------
振型号 剪力(kN)
耦联时的振型
Floor : 层号
Tower : 塔号
X-Disp : 耦联振型在 X 方向的位移分量
pkpm周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比的调整
周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
一、位移比、层间位移比控制规范条文：新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。
名词释义：（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
（2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中：最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
控制目的:高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：1．保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2．保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
结构位移输出文件（WDISP.OUT）Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
（mm）Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。
（mm）Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值即要求：Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好<1.2 不能超过1.5Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好<1.2 不能超过1.5Y方向相同电算结果的判别与调整要点:1．若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用；2．验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心；3．验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响4．最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
结构设计中的8个参数比超限调节方法
结构设计中的几个参数比调节方法：1）程序调整：S A T W E程序不能实现。
2）人工调整：增大该墙、柱截面或提升该楼层墙、柱混凝土强度。
2.扭转周期比目的：周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性要求：规范规定（高规3.4.5）：结构扭转为主的第一周期T t与平动为主的第一周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以50%作为分界。
注重：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限，广东抗震审查技术要求中无该条规定。
调节方法：一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。
3.有效质量参与系数目的：保证考虑充足的地震作用。
要求：详见规范（抗规5.2.2条文及高规5.1.13）计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。
调节方法：增加计算参与的振型数量。
4.刚重比目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题。
要求：详见规范（高规5.4）重力二阶效应及结构稳定注重：此处重力为重力荷载设计值，取1.2恒+1.4活。
刚重比与结构的侧移刚度成正比关系；周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化，从而影响到刚重比。
因此调整周期比时应注重，当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法；当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时，可采用削弱刚度的方法。
同样，对刚重比的调整也可能影响周期比。
特别是当结构的周期比接近规范限值时，应采用加强结构外围刚度的方法规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。
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浅析建筑结构模型周期比的调整方法
周期比是建筑结构中一个非常重要的控制信息，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
随着时代发展，现阶段建筑方案越来越复杂，其平面形状也越来越多不规则，因此满足周期比也越来越困难。
理解结构刚度和周期之间的关系，归纳周期比的调整方法，使结构布局更合理，缩短模型的调整时间，为周期比的调整提供参依据
标签：建筑结构；周期比；刚度
1、概述
周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性
周期比是新高規的3.4.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较大，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。
2、周期比的调整方法
当第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴（一般都靠近X轴和Y轴）方向的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。
当第二振型为扭转时，说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大，结构的扭转刚度相对其中一主轴（侧移刚度较小方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（侧移刚度较大方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当加强结构外围（主要是沿侧移刚度较大方向）的刚度，并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。
1）最有效原则：削弱内部刚度，增强周边刚度，尽量周边均匀对称连续；
2）有较大凹入的部位加拉梁；
3）看看位移，将位移大的地方加拉梁，或者加大梁截面，加厚板；
4）增加外围梁截面，特别加强角部，和抗震墙部位的梁截面。
电算结果的判别与调整要点：
（1）计算结果详周期、地震力与振型输出文件（WZQ.OUT）。
因SATWE 电算结果中并未直接给出周期比，故对于通常的规则单塔楼结构，需人工按如下步骤验算周期比：
a）根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数（三者之和等于1）判别各振型分别是扭转为主的振型（也称扭振振型）还是平动为主的振型（也称侧振振型）。
一般情况下，当扭转系数大于0.5时，可认为该振型是扭振振型，反之应为侧振振型。
当然，对某些极为复杂的结构还应结合主振型信息来进行判断；
b）周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt，周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1；
c）计算Tt / T1，看是否超过0.9（0.85）。
对于多塔结构周期比，不能直接按上面的方法验算，这时应该将多塔结构分成多个单塔，按多个结构分别计算、分别验算（注意不是在同一结构中定义多塔，而是按塔分成多个结构）。
（2）对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦联计算时，一般来说前两个或几个振型为其主振型，但对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在。
总之在高层结构设计中，使得扭转振型不应靠前，以减小震害。
SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能，通过参数Ratio（振型的基底剪力占总基底剪力的百分比）可以判断出那个振型是X方向或Y方向的主振型，并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。
（3）振型分解反应谱法分析计算周期，地震力时，还应注意两个问题，即计算模型的选择与振型数的确定。
一般来说，当全楼作刚性楼板假定后，计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。
而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。
至于振型数的确定，应按上述[高规]5.1.13条执行，振型数是否足够，应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。
（4）如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
即周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性。
考虑周期比限制以后，以前看来规整的结构平面，从新规范的角度来看，可能成为”平面不规则
结构”。
一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是要加强结构外圈，或者削弱内筒。
（5）扭转周期控制及调整难度较大，要查出问题关键所在，采取相应措施，才能有效解决问题。
a）扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关，只与楼层抗扭刚度有关；
b）剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时，较易满足；周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足；
c）当不满足周期限制时，若层位移角控制潜力较大，宜减小结构竖向构件刚度，增大平动周期；
d）当不满足周期限制时，且层位移角控制潜力不大，应检查是否存在扭转刚度特别小的层，若存在应加强该层的抗扭刚度；
e）当不满足扭转周期限制，且层位移角控制潜力不大，各层抗扭刚度无突变，说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小，应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚，增大核心筒的抗扭刚度；
f）当计算中发现扭转为第一振型，应设法在建筑物周围布置剪力墙，不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。
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