不规则结构方案调整的几种主要方法

（一）、工程算例1
  1、工程概况
     某工程为一幢高层住宅建筑，纯剪力墙结构，结构外形呈对称Y形。一层地下室，地上共23层，层高2.8m。工程按8度抗震烈度设防，地震基本加速度为0.2g,建筑抗震等级为二级，计算中考虑偶然偏心的影响。其结构平面图如图1所示。 
 
图1 结构平面图

2、这个工程的主要特点是：
（1）每一个楼层沿Y向对称。
（2）结构的角部布置了一定数量的角窗 。
（3）结构平面沿Y向凹进的尺寸10.2m， Y向投影方向总尺寸为22.3m。开口率达45%，大于相应投影方向总尺寸的30%，属于平面布置不规则结构，对结构抗震性能不利。

3、本工程在初步设计时，结构外墙取250厚，内墙取200厚。经试算结果如下：
结构周期：
T1=1.4995s，平动系数：0.21(X)，扭转系数：0.79
T2=1.0954s，平动系数：0.79(X)，扭转系数：0.21
T3=1.0768s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00
周期比：T1/T2=1.37，T1/T3=1.39
最大层间位移比：1.54
最大值层间位移角: 1/1163

4、通过对上述计算结果的分析可以看出，该结构不仅周期比大于规范规定的0.9限值，而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也超过1.5的最高限值。
   经过分析我们得知，之所以产生这样的结果，主要是由于结构的抗扭转能力太差引起的。

5、为了有效地提高结构的抗扭转能力，经与建筑协商，在该结构的深开口处每隔3层布置两道高1m的拉梁，拉梁间布置200mm厚的连接板（如图2所示）。
 
图2 加梁和板后结构平面图
经过上述调整后，计算结果如下：
T1=1.3383s，平动系数：0.22(X)，扭转系数：0.78
T2=1.0775s，平动系数：0.78(X)，扭转系数：0.22
T3=1.0488s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00
周期比：T1/T2=1.24，T1/T3=1.28
最大层间位移比：1.48
最大值层间位移角: 1/1250.

6、从上述结果中可以看出，由于设置了拉梁和连接板，使结构的整体性有所提高，抗扭转能力得到了一定的改善。结构的周期比和位移比均有所降低，但仍不满足要求。
   经过分析得知，一方面，必须进一步提高结构的抗扭转能力以控制周期比；另一方面，结构的最大位移值出现在角窗部位，因此，控制最大位移值就成为改善位移比的关键。
   为此，对本工程采取如下措施：
（1）尽量加大将周边砼构件的刚度。具体做法是将结构外围剪力墙厚增加到300以提高抗扭转能力。
（2）将角窗处的折梁按反梁设计，其断面尺寸由原来的200*310改为350*1000，从而控制其最大位移。
（3）将外墙洞口高度由2490mm降为2000mm，以增大周边构件连梁的刚度。
（4）加大结构内部剪力墙洞口的宽度和高度，以降低结构内部的刚度。
经过上述调整后，计算结果如下：
T1=1.0250s，平动系数：1.00(X)，扭转系数：0.00
T2=0.9963s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00
T3=0.8820s，平动系数：0.00，  扭转系数：1.00
周期比：T3/T1=0.86； T3/T2=0.88
最大层间位移比：1.29
最大值层间位移角: 1/1566
该工程最大最大层间位移比为1.29，根据《复杂高层建筑结构设计》建议的表7.2.3