【關鍵詞】混凝土結構；抗震設計；自振周期；折減系數(shù)  

　　1 前言 

　　采用結構動力學的方法計算結構周期，一般均未考慮結構填充墻的作用，未考慮填充墻對結構剛度的貢獻，同時由于在結構計算過程中，對計算模型進行了簡化，致使混凝土結構的計算周期長于實際自振周期，大量工程實測周期表明：實際建筑物自振周期短于計算周期，尤其是有實心磚填充墻的框架結構，由于實心磚填充墻的剛度大于框架柱的剛度，其影響更為顯著，實測周期約為計算周期的50%~60%；剪力墻結構中，由于磚墻數(shù)量較少，其剛度又遠小于鋼筋混凝土墻的剛度，實測周期與計算周期比較接近。 

　　2 影響結構自振周期的因素 

　　2.1 填充墻的剛度與分布 

　　根據(jù)結構結構動力學原理 , 

　　結構的自振周期主要與結構的質量與分布、結構的剛度與分布有關，填充墻的質量一般都以荷載的形式輸入，而混凝土結構設計計算中，并未計入填充墻（含裝飾材料、設備、支撐等非結構構件）的剛度，實際工程中，由于未考慮填充墻的剛度，而使計算周期比實測周期大許多，而填充墻的剛度又與填充墻的材料性能、數(shù)量、墻體完整性、與主體結構的連接情況等密切聯(lián)系。各種填充墻材料，由于其自身的剛度、延性的不同，其對結構的空間剛度貢獻亦不同，如填充墻采用接近實心粘土磚的實心砌體，其對結構空間剛度貢獻則大，若采用輕型砌體，則其對空間結構剛度的貢獻小，同時填充墻的數(shù)量多、填充墻單片長度長、墻體開洞小、與主體結構連接緊密，則其對結構空間的貢獻亦大，反之則小。 

　　2.2 結構自身的變形以及外界干擾力的大小 

　　結構構件及非結構構件在隨結構變形增加、裂縫開展的過程中，其剛度將逐漸衰減，從而使結構自振周期發(fā)生變化；另外，鋼筋混凝土結構的自振周期，在大振幅振動與微幅振動下是不同的，對同一結構來說，地震作用由小至大，其自振周期也由短變長，如北京飯店東樓橫向基本實測周期，在地震前（脈動法實測值）、海城地震時、唐山地震時分別測得其自振周期為0.90秒、0.95秒、1.40秒，而且，結構并未進入明顯的塑性變形，震后僅有填充墻輕微開裂，也就是說，結構構件進入塑性變形之前，建筑物的抗側移剛度已經明顯降低，自振周期比微幅振動時（脈動法實測值）已經增加了許多。 

　　2.3 模型化誤差的影響 

　　在利用計算機軟件建模進行結構計算時，通常需按一定原則將原結構進行模型簡化，而模型化的誤差必然使計算自振周期產生誤差，實際結構的質量沿豎向是連續(xù)分布的，振動質點的簡化與實際建筑存在連續(xù)介質離散化的物理意義上的模型化差異；計算模型的嵌固部位及嵌固效果與實際結構亦會有出入；為計算模型計算結果合理，將某些梁的剛度進行折減，將一些梁端“點鉸”等，都必然會使計算模型與實際模型產生數(shù)值差異。 

　　3 周期折減系數(shù)對地震作用的影響 

　　框架結構、框架剪力墻結構等結構設計通常未考慮非承重對結構剛度的貢獻，計算地震作用時，使地震影響系數(shù)中結構自振周期乘以周期折減系數(shù)來進行折減，從而使地震力放大，周期折減系數(shù)與填充墻的剛度呈負相關，填充墻總體的剛度越大，周期折減系數(shù)越��；填充墻自身剛度越小，相對布置越少，其總體剛度也越小，周期折減系數(shù)越大；在設計中，周期折減系數(shù)取值偏大，會使結構物的地震作用偏小，設計偏于不安全；但取值偏小，會造成結構物地震作用偏大，可能造成結構物造價的上升；因此，有必要探討周期折減系數(shù)的合理取值，使結構設計安全可靠、經濟合理。如下七層框架結構算例表明，周期折減系數(shù)由0.7減小為0.6，地震力增大13.6%，位移角增大14.8%。 

　　如下是二十三層剪力墻結構算例，周期折減系數(shù)由0.9減小為0.8，地震力增大3.7%，位移角增大1.6%。從以上兩算例也可看出，周期折減系數(shù)對框架結構影響尤為明顯。 

　　4 目前有關周期折減系數(shù)的規(guī)定 

　　4.1 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2010)的規(guī)定 

　　當非承重墻體為砌體墻時，高層建筑結構的技術自振周期折減系數(shù)可按下列規(guī)定取值：1）框架結構可取0.6~0.7；2)框架--剪力墻結構可取0.7~0.8；3)框架―核心筒結構可取0.8~0.9；4）剪力墻結構可取0.8~1.0。對于其他結構體系或采用其他非承重其墻體時，可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。 

　　4.2 《全國民用建筑工程設計技術措施-結構》的規(guī)定 

　　《全國民用建筑工程設計技術措施-結構》的規(guī)定：當填充墻為磚墻時，根據(jù)填充墻的多少可按下表取值 

　　4.3 建筑抗震設計手冊關于周期折減系數(shù)的取值 

　　《建筑抗震設計手冊》（第二版）中有關于鋼筋混凝土框架結構抗震設計周期折減系數(shù)的取值：對未計入填充墻剛度時，對于多孔磚和小型砌塊填充墻，按表3取值，當采用輕質墻體或外墻掛板時折減系數(shù)取0.8~0.9。 

　　5 結語 

　　5.1 結構計算模型未考慮非結構構件的剛度，客觀上，由于非結構構件（填充墻、現(xiàn)澆板、剛性地坪等）參與構成了實際建筑結構的剛度，目前，通過經驗系數(shù)對計算周期進行折減，適當增大結構抵御地震作用的能力是必要的，也是可行的�？拐鹪O計時，設計周期=計算周期×折減系數(shù)。 

　　5.2 周期折減系數(shù)對結構的地震力影響較大，其對框架結構影響尤為明顯；周期折減系數(shù)的選取應充分考慮影響結構自振周期的各種因數(shù)，根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2010)、《全國民用建筑工程設計技術措施-結構》等的規(guī)定合理取值，使結構地震力計算安全經濟。 

　　參考文獻： 

　　[1]建筑抗震設計規(guī)范（GB 50011- 2010），中國建筑工業(yè)出版社，2010。 

　　[2]中國建筑科學研究院工程抗震研究所主編，建筑抗震設計手冊，中國建筑工業(yè)出版社，2002。 

　　[3]高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3 -2010），中國建筑工業(yè)出版社，2010。 

　　[4]混凝土結構設計規(guī)范（GB50010- 2010），中國建筑工業(yè)出版社，2010。 

　　[5]包世華，方鄂華 高層建筑結構設計（第二版）。清華大學出版社。1989。 

　　[6]全國民用建筑工程設計技術措施-結構 中國計劃出版社 2003