结构扭转效应控制的知识点

 

▲素材：《结构工程师综合……与工程案例分析》（选段）

就本书中关于结构扭转效应控制的相关内容，段老师给出一些非正式的看法，旨在较为准确的在宏观上理解结构设计的基本概念、逻辑和做法。由于水平有限，讨论内容可能在表达方式和知识准确性方面有不妥之处，欢迎广大同行批评指正！

扭转效应：上述素材的内容尽管没有明显的错误，但是却过于中庸，甚至可以称之为“人云亦云”。结构扭转效应大小的直接度量指标应该是落实到结构扭矩和层间相对扭转角，按照结构受力的规律：外力作用于结构产生内力效应和变形效应，亦可表达为外因作用于内因产生响应。

外因：外力矩引起结构的扭转，而外力矩的大小影响因素比较多，例如：地震的扭转分量大小、结构刚度中心和质量中心的偏心多少，以及其他导致刚度中心和质量中心不能确定的随机偶然因素等。

内因：建筑结构是实在的物体，具有一定的抗扭承载力和刚度，可以“抵抗”一定的外力矩和变形。

响应：最终结构会产生结构扭矩和层间相对扭转角。

规范指标：多本规范都有间接控制扭转响应的指标，所谓间接控制就是控制外因或者内因的部分要素。就像家里想要在今年存10万块钱，有的家庭选择单独控制生活消费（节流型），有的家庭选择单独多挣钱（开源型）……。但是这两种方法是不是都不能确定今年家里一定可以存10万块钱？因为节流型家庭可能根本没有门路挣钱，开源型家庭可能有败家的成员，这就说明“多因一果”的问题仅仅控制且强调某一个或者几个因可能达不到预想的结果。

规范把扭转位移比作为结构平面不规则的一个指标，很多资料也告诉我们结构扭转位移比过大会导致结构扭转效应过大。但是扭转位移比从计算开始，就跟结构扭转效应的大小没有直接的关系，它仅仅告诉我们结构运动的时候扭转的分量占据的比值可能较大。但是这并不能代表结构的扭转效应就一定大，既没有计算结构扭矩大小，也没有计算结构层间扭转角多少，怎么能得出这么肯定的结论呢？但是规范强调扭转位移比作为结构扭转耦联计算的标准是合理的。

所以，未来结构设计规范对于扭转位移比、周期比、偏心率等间接控制结构扭转效应的指标可能会放宽或者取消，补充对于结构抗扭承载力控制和结构层间相对扭转角控制等直接控制设计，这方面广东省和深圳市的地标《高规》做了一定的探索。