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第一扭转周期与第一平动周期之比小于 0.9

《高规》要求 “第一扭转周期与第一平动周期之比小于 0.9”,本质是强制避免建筑变成 “‘扭着晃’比‘平着晃’更明显” 的危险状态,防止地震时因扭转效应过强,导致建筑局部被 “掰断” 或整体倒塌。


“周期比” 背后是 “振动优先级” 的较量

建筑在地震中会两种主要振动

平动:左右或前后 “平移式晃动”(比如人站在地上左右晃),是建筑最常见的振动形式,结构设计时会重点强化抗平动能力(比如加粗承重墙、优化柱子布置)。

扭转:绕建筑中心 “旋转式晃动”(比如拧毛巾的动作),是更危险的振动 —— 扭转时,建筑角部、边缘的构件(如角柱、外墙)会承受远超平动的 “撕扯力”,很容易先开裂、折断。

“周期” 是指建筑完成一次振动的时间(比如平动一次用 0.5 秒,扭转一次用 0.4 秒),周期越长,说明振动越 “灵敏”(越容易被地震激发)。

《高规》要求 “第一扭转周期 / 第一平动周期<0.9

本质是规定:建筑 “平动振动” 的灵敏性必须高于 “扭转振动”(平动周期更长,先被地震激发),避免 “扭转振动比平动振动更灵敏”

如果比值≥0.9(比如扭转周期 0.45 秒,平动周期 0.5 秒,比值 0.9),说明扭转振动和平动振动 “灵敏度接近”,地震时两者容易 “叠加放大”,扭转效应会失控。

为什么是 “0.9”?背后是 “抗扭安全冗余” 的考量

这个 0.9 不是随便定的,是规范基于大量地震灾害案例和模拟计算得出的 “安全阈值”,核心是给建筑留足 “抗扭冗余”,避免扭转效应 “压垮” 结构,具体原因有两点:

1. 比值≥0.9 时,扭转效应会 “被地震放大”

地震的振动频率是复杂的,当建筑的 “第一扭转周期” 和 “第一平动周期” 接近(比值≥0.9)时,会出现 “共振叠加” 现象

平动产生的力和扭转产生的力会相互 “助推”,让扭转幅度翻倍。

比如一栋楼,平动时每层晃 5cm,扭转时每层扭 3cm,正常情况下总效应是两者的组合(约 6cm);

但如果周期比≥0.9,共振叠加后,扭转幅度可能涨到 6cm,总效应变成 11cm,远超结构承受极限,直接扭裂墙体、折断柱子。

2. 比值<0.9 时,能 “优先激发平动,抑制扭转”

当第一平动周期比第一扭转周期长(比值<0.9)时,地震会先激发建筑的 “平动振动”

平动时,建筑的抗平动构件(承重墙、主柱)会先受力、变形,相当于 “先启动主要防护系统”;

而扭转振动因为周期更短(更不灵敏),被激发的幅度会更小,扭转效应被 “自然抑制”

比如平动周期 0.5 秒,扭转周期 0.4 秒(比值 0.8),地震时平动先被激发,抗平动结构先 “扛住” 大部分力,扭转振动的幅度会被限制在 2cm 以内,不会出现 “扭转主导破坏” 的情况。

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