1模型介绍

单层框架结构，⑥~⑦轴为平屋面，层高6.75m，⑦~11轴为坡屋面，层高8.8m，结构体系为框架结构。主要分析对象：第二振型扭转。模型简图如下图1所示：

图1平面和空间模型

2计算结果分析

（1）原模型

根据计算结果及振型图可知该模型第二振型有些扭转，模型沿Y方向刚度不均。模型周期信息详见下表1所示，第二振型图详见图2所示：

振型号	周期	转角(度)	平动系数(X)	平动系数(Y)	扭转系数(Z)
1	0.8419	179.9510	1.00	0.00	0.00
2	0.7934	89.9179	0.00	0.77	0.23
3	0.6552	90.0158	0.00	0.27	0.73
4	0.1706	89.1770	0.45	0.47	0.08
5	0.1527	179.7335	1.00	0.00	0.00
6	0.1027	90.0587	0.33	0.64	0.03

图2 原模型第二振型

由表1可知：第一振型平动系数1.0，第二振型平动系数0.77，第三振型扭转系数0.73，结合振型图可知第二振型夹杂扭转分量。

（2）问题分析

根据对原计算模型的分析可知：第二振型夹杂扭转分量，但还是以平动为主（平动系数大于0.5）。⑥~⑦轴为平屋面，层高6.75m，⑦~11轴为坡屋面，在层高6.75m处，11轴处无相应梁板构件与⑥轴的梁板刚度平衡，故解决的方法是：1）削弱层高6.75m处⑥~⑦轴刚度；2）增大11轴层高6.75m处刚度。本工程因为层高6.75m处⑥~⑦轴刚度削弱有限，故采用增大11轴层高6.75m处刚度，具体措施即在11轴层高6.75m处设一框架梁，11轴处为一山墙，该框架梁的设置不影响建筑造型。

经过多次试算对比，该框架梁最后截面尺寸为300*750mm，调整后的整体模型详见下图3所示：

图3 调整后的空间模型

（3）调整后模型

调整后模型周期信息详见下表2所示：

振型号	周期	转角(度)	平动系数(X)	平动系数(Y)	扭转系数(Z)
1	0.8461	179.9959	1.00	0.00	0.00
2	0.7260	89.9915	0.00	0.95	0.05
3	0.6355	89.9014	0.00	0.10	0.90
4	0.1713	89.2744	0.45	0.48	0.07
5	0.1531	179.7063	1.00	0.00	0.00
6	0.1030	90.0702	0.33	0.65	0.03

由表2 可知：第一振型平动系数 1.0 ，第二振型平动系数 0.95 ，第三振型扭转系数 0.90 ，第二振型平动系数由原来的 0.77 增大到 0.95 ，第三振型扭转系数由原来的 0.73 增大到 0.90 ，整个模型第二振型平动得到较大改善，模型沿Y 方向刚度趋于均匀。

图4 调整后第二振型

3结论

（1）单层不等高平坡屋面可在较高屋面的山墙处设一框架梁来减小其平动振型中的扭转分量。

（2）刚度均匀的原则应是结构设计的基本原则。结构体系刚度不均匀时，可削弱一侧刚度、加大另一侧刚度或同时采取以上两种措施。

知识点：单层不等高平坡屋面振型扭转分析及调整

双跨不等高单层工业厂房