θr/u 一般较小(θ、r 分别为扭转角和结构的回转半径，θr 表示由于扭转产生的离
质心距离为回转半径处的位移，

u 为质心位移)，即使结构的刚度偏心很大，偏

心距

e 达到 0.7r ，其相对扭转变形 θr/u 值亦仅为 0.2 。而当周期比 Tt/T1 大于

 

0.85 以后，相对扭振效应 θ/u 值急剧增加。即使刚度偏心很小，偏心距 e 仅为

 

0.1r ，当周期比 Tt/T1 等于 0.85 时，相对扭转变形 θr/u 值可达 0.25 ；当周期比
Tt/T1 接近 1 时，相对扭转变形 θr/u 值可达 0.5 。由此可见，抗震设计中应采取
措施减小周期比

Tt/T1 值，使结构具有必要的抗扭刚度。如周期比 Tt/T1 不满足

本条规定的上限值时，应调整抗侧力结构的布置，增大结构的抗扭刚度。

   扭转耦联振动的主方向，可通过计算振型方向因子来判断。在两个平动和

一个转动构成的三个方向因子中，当转动方向因子大于

 0.5 时，则该振型可认

为是扭转为主的振型。

HiStruct 从以下几个方面，对高层建筑结构的抗扭设计中的一些概念进行分

析：

1. 为什么扭转比平动对于高层结构而言危害更大
   从构件受力的角度看，假如一个规则的结构，所有的柱子尺寸相同，那

么在相同的水平力作用下，经过刚心的外力产生平动，所有的竖向构件可以通
过楼板的有效联系共同作用，因此柱子分担的剪力相同；而不经过刚心的外力
在平动的基础上附加了一个扭矩，造成一部分的柱子的剪力与平动产生的剪力
相叠加，尤其是角部柱子总受力更大，因此无法有效的发挥柱子的均衡作用，
进而造成部分柱子的薄弱。

   从构件的承载力来看，扭转所产生的扭矩，以剪应力的形式存在，一般

构件的破坏准则通常是由剪切决定的。另一方面，剪切也意味着脆性破坏。

2. 为什么采用位移比和周期比来控制高层结构的扭转效应
   从《高规》条文说明的解释来看，位移比即是用来限制结构平面布置的不

规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应；而周期比是用
来限制结构的抗扭刚度不能太弱，从而用来限制振动耦联，因为振动耦联会使
结构的扭转效应明显增大。位移比和周期比缺一不可，对于平面规则的结构，可
能位移比很小，但是周期比很大，同样对于平面不规则，但是抗扭刚度很大的
结构，可能位移比很大，但是周期比却很小。

HiStruct 在此提醒各位使用 etabs 等

程序做高层结构分析的时候，注意这些程序的位移计算结果均是采用振形分解
组合之后的绝对值，因此，对于楼层最小位移的计算可能不准确，因为尤其是
结构的底部，可能出现最小位移为负数的情况。

3. 什么是第一平动周期和第一扭转周期
   举个例子，这是某高层计算的前几个振型数据：
   振型号 周期 转角平动系数 (X Y)扭转系数
      1 1.566489.700.97 ( 0.00 0.97 )0.03
      2 1.3479179.381.00 ( 1.00 0.00 )0.00
      3 1.302578.810.03 ( 0.00 0.03 )0.97
      4 0.521590.270.95 ( 0.00 0.95 )0.05
      5 0.46790.451.00 ( 1.00 0.00 )0.00
各振型作用下

 X 方向的基底剪力

   -------------------------------------------------------
           振型号剪力(kN)