摘要：扭转反应是诱发高层建筑发生震害的主要因素，因此，在进行高层建筑结构的设计时，需要格外注意对扭转反应的控制，通过科学合理的进行建筑结构调整，改善和提升建筑结构抗扭转反应的性能，有效提升高层建筑结构的稳定性。本文对高层建筑结构的扭转反应控制进行分析。
关键词：高层建筑；扭转反应；周期比；位移比；控制
1、扭转反应产生原因
1.1地震等外部因素
地震波对建筑物的影响。地震波有纵波、横波、面波三种传播方式。其中横波是剪切波，横波会使地面左右抖动，具有很强的破坏性。而面波沿着地表传播，是对建筑物造成破坏的根本原因。
1.2建筑本身结构问题
如果建筑物的结构设计不合理，比如刚度中心和质量中心发生偏离，这个情况下，建筑也会存在扭转反应。按照正常建筑结构来讲，建筑物刚心和质心是必须在一定的轴线范围之内的，并减少地面扭转分量，而且要做好剪刀墙的结构形式。有些建筑物，在计算抗震作用时没有考虑偏心的影响作用，或是存在结构布置不匀称情况，这些都会产生扭转效应。
2、高层建筑结构的扭转反应控制措施
2.1改变建筑结构的抗侧刚度
在准确控制建筑结构刚心与质心的前提下，调整抗侧与抗扭两种刚度之间的比例，调整抗侧刚度能够改变抗扭刚度，进而提升建筑结构的整体抗扭性能。普遍上讲，对建筑结构抗扭刚度的调整，主要依托于位移角，如果建筑的位移角合格，但抗侧刚度没有满足要求，那么就需要提升抗侧刚度；如果建筑的抗侧刚度合格，但位移角没有满足要求，就需要降低抗侧刚度，保证两者之间处于平衡状态。
2.2周期比的控制
周期比是以扭转为主的固有结构的振型周期与平均振型周期之间的比值。针对建筑结构周期比的具体控制，可以根据建筑结构的具体特征，从两个方面考虑周期比的控制：一方面是针对结构布置均匀的建筑，其周期比为非耦连之间的周期比；另一方面则是针对结构布置不均匀的建筑，其周期比为耦连与耦连的周期比。其中的第一种情况，周期比主要反映了建筑抗扭刚度与抗侧刚度之间的关系。当周期比较小时，表示建筑的抗扭刚度大；而当周期比较大时，则说明建筑的抗扭刚度较小。而第二种条件下，周期比也反应出了建筑抗扭刚度与抗侧刚度之间的关系，与第一种情况的周期比之间存在一定的关系。当建筑结构的偏心率较小且耦连周期比满足规程要求时，则与非耦连之间的周期比非常接近。在建筑结构设计工作中，建筑结构的耦连周期比可以直接计算，而非耦连周期比则无法直接进行计算，这主要是由高层建筑的钢心问题引起的。面对这种情况，目前尚未出现较好的解决办法，通常直接通过耦连周期比进行监控。
2.3位移比控制
位移比指的是在考虑到偶然偏心对建筑结构的影响下，每个楼层的最大位移，最大层间的位移与该楼层的平均位移和平均的层间的位移比值。位移比值可以根据几何上的结构直接测量出扭转的振动位移和平均位移的比，来以此反映出每个楼层的扭转程度特性，它和地震对建筑作用的影響没有关系。一般情况下来讲，如果建筑结构偏心小、布置规整，位移比较容易符合要求，但周期比不符合，这就说明结构布置出了问题，要么抗扭刚度不足，要么刚度分布不均匀，需要调整结构布置；如果建筑结构偏心大，但结构布置不规整，位移比满足要求、周期比也满足要求，这就说明结构不规则导致扭转效应的存在，这就要求调整位移比来提供强大的抗扭刚度。一般来讲，高层建筑底部楼层的位移比可以控制在1.5以内，个别可以1.6，但不可以超过1.8，而高层建筑上面各楼层位移比应控制1.4～1.5之间。
2.4合理布置抗震墙
抗震墙的布置需要以建筑的施工方案为基础，在不影响整体施工效果的基础上，可以在建筑外体加设钢筋水泥墙，以提升建筑对地震的抵抗能力，抗震墙的设置能够有效增强建筑的抗侧力，对降低扭转反应上的作用也不容小觑。在布置抗震墙的过程中，要确保其连续性与均匀性，建筑层数越高，抗震墙的刚度也需要随之降低，只有这样，才能够有效控制高层建筑的扭转反应，提升建筑的稳定性。
3、单塔楼与双塔楼中的扭转反应控制分析
3.1单塔楼中的扭转反应控制
针对单塔楼结构的扭转反应，需要根据规程中的要求对周期比和位移比进行严格控制。如果周期比和位移比无法进行有效的控制，则需要证明该建筑的结构及质量分布性较差，且其抗扭刚度较低。此时，需要根据具体要求不断调整结构。针对单塔楼的扭转反应的特性，在进行设计的时候，主要需要注意一下两方面的问题：
（1）针对建筑质量分布均匀、结构匀称，而周期比和位移比未达到规程要求的单塔楼结构，需要增加其抗扭刚度和抗侧刚度，并将周期比和位移比控制在规程的限值范围内。（2）针对建筑质量分布不均匀、结构不匀称且周期比和位移比未达到规程要求的单塔楼结构，需要控制其周期比，并提升偏西率，从而满足位移比要求。在实际设计的过程中，需要同时减小周期比和位移比，而不是仅仅减小周期比。为了实现这一目标，可以根据建筑结构的实际情况对周期比进行合理控制。具体可以通过下面的两种方法来实现：第一种方法是调整建筑的质量分布及结构的刚度，质量分布及结构刚度会建筑偏心率之间存在非常紧密的联系，但是由于无法直接计算出建筑的偏心率，对此，一般通过基本振型的控制对偏心率进行间接计算，从而根据所计算得到的偏心率对建筑的周期比和位移比进行合理调整；第二种方法则是通过提升建筑结构的抗扭强度，将其周期比能够被控制在规程要求的限值范围内，同时通过调整偏心率，保证位移比在合理范围内。
3.2多塔楼中的扭转反应控制
在规程中并没有对多塔楼的扭转反应做过多的规定。所以在设计时，需要根据自己的调查来进行研究。目前主要有两种基本结构。一种是上部没有连接的多塔楼；还有一种是上部有连接的多塔楼。对于无连接的多塔楼，难以计算出它的周期比和位移比，因为我们无法将其和单塔楼建立起清楚的对应关系。而如果多塔楼上部有刚性连接的话，就会形成整体的多塔楼扭转的振型。
4、结束语
综上所述，高层建筑工程在进行结构设计的过程中，抗扭刚度是最需要引起重视的一个参数，如果抗扭刚度较低，一旦发生地震，便会引起比较大的扭转效应，严重时还可能会导致建筑坍塌。所以，运用必要的措施对扭转反应进行控制是非常有必要的，根据《高规》中的相关要求，不仅要对偏心问题充分考虑，还需要严格控制周期比与位移比，并合理布置建筑物外部的抗震墙，从而降低扭转效应。
参考文献：
[1]浅谈高层建筑中周期比的合理控制[J].丁华.科技经济导刊.2017（20）.
[2]高层建筑结构设计中位移比、周期比的探讨[J].毛雅靖.江西建材. 2015（20）.
（作者身份证号：3624281990XXXX4134）