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摘要：随着我国科技与经济改革的不断发展与进步，对于高层建筑来讲，扭转效应是建筑物遭受损害的主要因素之一，因此，我们在进行高层建筑结构设计时，一定要重视建筑结构的扭转问题，加强结构构件的抗扭刚度，运用有效的抗扭措施合理布置各个构件，尤其对薄弱部位构件的设计。本文针对高层建筑结构设计中的抗扭转效应进行了分析，并提出了相应的抗扭转措施，为今后开展这方面的工作积累了一定的经验，使其建筑企业获得极高的经济效益。
关键字：高层建筑；结构设计；扭转效应；控制方法；
1.前言
我国设计师在高层建筑结构的设计中，因为建筑造型及建筑功能的需要，一般存在着不少建筑平面及竖向规则性达不到规范要求的建筑物。高层建筑结构设计中扭转效应的控制得到了人们充分且广泛的关注，高层建筑结构设计中扭转效应在此情况下，必须对结构体系进行优化，分析抗侧力结构布置必须对称、均匀，以及加的现有抗侧力构造的刚度等多方面，使其满足抗震的需求。本文主要对高层建筑结构设计中的扭转效应控制进行简要的分析探讨。
2.高层建筑结构设计中存在的主要问题
2.1高层建筑结构设计中扭转控制存在的问题
位移比计算时应注意，需要对楼面变形采用刚性楼板假定；最大值和平均值的计算，取楼层平面内两端边的竖向构件变形进行计算，不考虑楼板悬挑部分；偶然偏心和双向地震作用可不同时考虑，但应取两者的不利情况。位移比设计计算中，有时会遇到楼层位移比大于1.2，甚至大于《高规》限值1.4或1.5的情况。a类结构仅在建筑物底部几层位移比超限，因结构底部平动位移很小，或者在带剪力墙的结构中，在靠近嵌固端的位置，平动位移较扭转位移更快地趋于零，导致出现位移比超限。此时，如小震作用下计算的最大层间位移，不超过规范规定的层间位移限值的1/3，构件承载力满足中震不屈服的要求，则建议可以适当放松位移比的限值，但不应超过1.8；[1]。
2.2高层建筑结构设计中扭转控制的概述
现如今高层建筑结构设计中还存在很多问题，急需解决，因此，我们要加强先进设计理论与先进技术的学习与应用，不断进行高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法的研发和探讨，使高层建筑结构设计更加适用、安全、可靠与经济。扭转不规则在平面不规则类别中占第一位。国内一些振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。在实际工程中，由于建筑造型的要求、建筑场地的限制或建筑功能的需要，在高层建筑结构设计中，大多数结构的平面布直和坚向布直很难达到一规范所要求的规则标准。此时，结构设计人员必须对抗侧力结构布置进行优化调整，限制结构的平面扭转效应，使其满足规范要求[2]。
2.3结构扭转机理及扭转变形分析
根据材料力学可知，当一个构件受到扭矩作用时，离构件刚度中心越远的地方剪应力越大，剪切变形也越大。在整体建筑结构中，当结构受到扭矩作用时，竖向构件将承受剪力[3]。为了控制楼层变形皎购匀性，《抗规》和《高规》都做了如下规定：虑单向偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移或层间位移不宜大于该楼层水平或层间位移平均值的1.2倍，A类高层不应大于该楼层水平或层间位移平均值的1.5倍，B类高层不应大于该楼层水平或层间位移平均值的1.1倍。
3.高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法
3.1解决高层建筑扭转效应问题应坚持的根本前提
（1）应充分考虑高层建筑结构在地震作用下导致的偶然偏心问题，并结合高层建筑的高度等级，确定楼层中竖向构件的层间或最大水平的位移，当高层建筑的高度为A级时，楼层的竖向构件的最大的水平位移和层间位移，通常应小于等于楼层平均值的120%和150%；当高层建筑的高度为B级时，高层建筑楼层的竖向构件的最大水平位移和层间位移应小于等于楼层平均值的120%和140%。
（2）当高层建筑结构的第一自振周期取决于结构设计的方式，如常见的高层建筑结构一般以扭转和平动两种方式进行结构的设计。但高层建筑的高度等级不同时，两种结构设计方式的第一自振周期比也不相同，当高层建筑的高度为A级时，通常二者的比应0.9，当高层建筑的高度为B级时两者之比应小于0.85。从力学的方面考虑可知，若想构件的抗扭性能越强，则需使抗扭构件远离质心。因此为了增大抗扭性能在布置抗扭构件时，应当尽量外侧扩大抗扭构件的截面；并在设计工程中，将抗扭结构质心刚心的偏心率尽量减小，从而减弱扭转效应。[4]。
3.2建筑物外围尽可能布置抗侧力结构
某高层建筑，结构体系为框架剪力墙，抗震设防烈度为6度，IV类场地土，丙类建筑，地上26层，地下1层，总高度96m，框架剪力墙抗震等级均为三级，采用ASTWE程序进行设计计算从力学基本概念可知，构件离质心越远，其抗扭刚度就越大，因此，建筑的外围需要多设置抗侧力的结构，以便在不添加抗侧力构件的前提下，大大的增加结构的刚度。
如果将两端轴附近的剪力墙全部改为框架结构，则两端剪力墙改为框架后，抗扭刚度大大减弱，位移比增大。整个结构扭转、平动周期均增大。由于两边剪力墙同时删去，结构仍基本均匀、对称，故周期比基本不变。除了在外围增加这种抗侧力结构，还可以采用削弱核芯筒风度的办法来调整结构的周期比。把结构洞打在剪力墙核心的部位，保证结构的平均和分散的目标，要最好在原有的剪力墙的中间开洞，不能接近两端，这样保证短肢剪力墙不出现，也不能有异形柱出现。[5]。
3.3高层建筑防止结构平面过于狭长
（1）小高层结构使用框架这样的结构，第一要最大限度的把太过狭长的构造脱开，如果建筑的专业不允许，是可以在大端的部分加大抗侧力刚度的方式来控制扭转效应。如条件允许，中间增加框架柱，即增加框架的跨数。这些方法可以增加梁的线刚度，也可显著增加结构的抗扭刚度。
（2）小高层使用框架剪力墙的结构体系，因为房屋的高度不是很高，剪力墙通常是在楼梯和电梯之间，这些抗侧力的构造通常是集中或者分布的不均匀，扭转效应大，这种状况，一定要把中间那部分剪力墙的结构削弱，把外侧加上剪力墙，此时的抗侧力刚度又过大，这样不但浪费成本也不是必要的选择。因此能采用框架体系时，尽量不采用框架剪力墙体系，因为在地震烈度不大的地区采用框架结构反而能满足《高规》控制抗扭效应的要求[6]。
4.结束语
当前的社会是一个技术及科技爆炸式发展的社会，高层建筑结构设计在初步设计时就应在概念上减少地震作用下的扭转效应。在实际工程中可以采取具体控制方法。控制结构的位移比、周期比，可以使结构的抗扭刚度得到明显增强，使结构的刚度中心与质量中心尽可能重合，减少结构在地震作用下的扭转效。未来社会将是一个高科技、高质量的社会，人们对此抱着美好的憧憬的同时，是发展现代经济的基础，展望未来，希望我们可以赋予岁月以文明。
参考文献：
[1]高远：高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法及优化[J]。新网，2014-08-14：31-32.
[2]沈玉科：如何看高层建筑结构设计中扭转效应的控制管理分析[J].赤峰学院学报（人文科学版）.2015（10）：51-52.
[3]车书文：基于高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法与防范[J].大连民族大学学报.2015（5）：10-11.
[4]甘雨伊：分高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法与应用[J].中国报.2014：24-25.
[5]李宇琪：基于高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法研究[J].大连海事学报.2016（5）：6-8.
[6]杜科：高层建筑结构设计中扭转效应的控制方法与治理方案[J].中南民族大学学报.2014（5）：17-18.