建筑结构抗扭设计问题探究

摘要：建筑结构抗扭设计是建筑结构设计管理中非常关键的一个环节，在建筑结构设计过程中的抗扭设计管理中需要进行全面考虑才具备科学性，不仅需要对建筑结构抗扭设计各个阶段的各方面进行控制，还需要考虑各种错综复杂的特殊情况对抗扭设计的影响。因而，作为优秀的工程技术人员，就应该对其中的各种影响因素进行充分的了解，在进行具体的建筑结构抗扭设计过程中，将相关理论和项目具体状况有机结合，从而有效地控制工程的设计质量与工程安全。本文首先对建筑结构的扭转类型进行了浅要的分析和探讨，然后从结构的总体布置和抗扭配筋构造等方面对建筑结构抗扭设计要点进行了研究。

关键词：建筑结构；抗扭设计；问题研究 一、引言

由于社会以及科技的快速发展，建筑结构抗扭设计的有效管控作为我国建筑结构设计管理中的重要一环，其主要的目标就是在于提升建筑结构的安全性和经济性。但是在我国建筑结构设计过程中抗扭设计的有效管控过程中还存在很多的问题，无论是管理方面还是在具体的实施过程中，都存在很多的不足之处，所以我们需要加强建筑结构设计过程中抗扭设计的有效管控工作，保证各个环节都能够做到科学严谨、合理，从而使得建筑结构设计过程中抗扭设计的有效管控能够得到最大程度的保障，为我国的经济发展做出应有的贡献。与此同时，通过对建筑结构设计过程中抗扭设计的有效管控和科学管理，能够促进投资成本在工程项目的质量安全和外观造型等方面进行合理而均衡的分配，从而使建筑工程项目获得更高的增值，并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。本文首先对建筑结构的扭转类型进行了浅要的分析和探讨，然后从结构的总体布置和抗扭配筋构造等方面对建筑结构抗扭设计要点进行了研究。 二、建筑结构的扭转类型探究

在建筑结构中，结构处于受扭的情况是不少的，但是处于扭转单独作用下的情况则不多，大多都是复合受扭。在对结构的抗扭性进行设计时，需着重分析受扭结构的性质，这是由于建筑受扭情况一般均十分复杂。在大量的实践中发现，结构扭转以其扭矩形成因素的不同能够分成平衡扭转与协调扭转。

(1)平衡扭转。即为在建筑构造中因平衡外力所导致的结构扭转。比如房梁（用于支持悬臂板），因悬臂板外力引起的扭矩使得梁内力量无法重分布，在设计梁时扭矩无法缩短。所以我们在结构梁的结构设计中，需要使梁的抗扭能力与外作用扭矩平衡。

(2)协调扭转。即在建筑结构中，支撑构件对各个部件结构间弯曲转动进行时所导致的结构扭转。比如楼面梁的弯曲转动，因楼面的弯曲变形难以协调，在边梁设计针对此点进行扭矩协调，并非为了平衡外作用扭矩。

根据构件的受扭特性，扭转可以分为以下二种类型:

(1)自由扭转。即在扭矩作用于构件时，构件各个横截面的扭矩并不受其横截面变形的影响，因其未导致纵向的纤维产生变化，横截面并未受到正向力，仅为分力。所以可把其叫做自由扭转。

(2)翘曲约束扭转。建筑结构部件受到扭矩产生的作用力，若各个横截面的扭矩受到截面弯曲变形的影响，且弯曲度的大小也会引起扭矩的变化，随之纵向纤维产生变化，所以截面上受到正向力与剪向力的作用，即做翘曲约束扭转。 三、建筑结构抗扭设计要点探究 3.1 结构的总体布置

(1)控制结构的高宽比

在对高层建筑整体结构进行设计时，对于侧向、偏向位移的设计一般是重点、难点。这是由于建筑高度的增加会引起倾斜力的快速增加，所以建筑宽度很小时无法进行高层设计。通常我们把建筑的最高设计定为宽的5倍到6倍，而在防震、防烈高要求设计时，建筑的高宽比需更加严谨。

(2)结构的平面布置

当建筑物长度较大时，在风力作用下，也会出现因风力不均匀及风向紊乱变化而引起的结构扭转、楼板平面挠曲等现象。为了避免楼板变形带来的复杂受力情况，建筑物长度应加以。当设防烈度为6度和7度时 ，长宽比不宜超过 6;当设防烈度等于或大于8度时，长宽比不宜超过5。无论是板式或塔式高层建筑，平面都应尽量用规则、简单、对称的形状，尽量减少复杂受力和扭转受力。要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，以减少扭转，通常偏心距不宜超过垂直于外力作用线边长的5%。

(3)结构的竖向布置

对于建筑的纵向结构设计，也同样需注重其结构的刚度、均匀平衡性与连度性。最大程度的杜绝结构断接与突变。在地震常发地区，不能使用底部软弱层（完全由框支剪力墙组成）的架构，也不能使用剪力墙突断的中部软弱层结构。 3.2 抗扭配筋构造

钢筋架构尽管不可用来预防构件因扭矩力的裂缝，可是若合理适当的应用该结构能够对构件在重力作用下产生的裂缝宽度进行，从而发挥钢筋的支撑力，从而使结构

部件的受力能力到达设计要求，避免其提前损坏。

(1)箍筋的形式

由于建筑部件的拉变与扭转经常会引起4个侧面的裂缝，因此箍筋一般需设计成封闭式结构，来平衡裂缝面上角部的外部推力。

(2)箍筋的间距

构件受到纯扭转力时，被损坏面的斜线裂缝大概与其纵轴成45度角，所以我们需在设计箍筋结构最大距离时不可超过截面宽度，以确保每个斜线裂缝最低有一个钢筋经过。

(3)箍筋的设计强度

现今我国在使用钢筋混凝土结构部件时，钢筋通常是用冷拔低碳钢丝和一级光面钢筋，而当截面受到的剪力与扭转力较大时使用二级变形钢筋。根据相关的实践经验来看，合理的设计能够使上述的一、二级钢筋的韧性与刚度充分发挥出来。

(4)纵筋的直径和间距

在扭矩作用下，纵筋主要承受拉力和销栓力，角部纵筋还承受斜压力产生的外推力。从我国的工程实践来看，一般情况下纵筋直径不小于10mm，个别情况也有采用8mm的 ，为了合理裂缝宽度 ，纵筋间距不宜大于300mm。

(5)抗扭钢筋的配置范围

实践证明，构件受到扭矩作用的纵筋需和其箍筋一起受力，这样才可以更好的发挥增加抗扭力设计的作用。所以，该箍筋的延伸长度能够依纵筋的延展长度来取值。 四、结束语

综上所述，建筑结构抗扭设计是建筑结构设计管理中非常关键的一个环节，在建筑结构设计过程中的抗扭设计管理中需要进行全面考虑才具备科学性，不仅需要对建筑结构抗扭设计各个阶段的各方面进行控制，还需要考虑各种错综复杂的特殊情况对抗扭设计的影响。因而，作为优秀的工程技术人员，就应该对其中的各种影响因素进行充分的了解，在进行具体的建筑结构抗扭设计过程中，将相关理论和项目具体状况有机结合，从而有效地控制工程的设计质量与工程安全。由此可见，对建筑结构抗扭设计中存在问题的原因及其对策进行研究，具有重要的现实意义。只有克服了重重非常规的困难，在建筑结构抗扭设计理念和排除万难的决心方面都有了新的突破，才能最终实现建筑结构经济效益和社会效益双赢的目标。 参考文献：

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