《偶然偏心和双向地震作用的正确选用》

偶然偏心和双向地震作用的正确选用考虑偶然偏心：[是]或[否]偶然偏心的含义指的是：有偶然因素引起的结构质量分布的变化，会导致结构固有振动特性的变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，也就是考虑由偶然偏心引起的可能最不利的地震作用。详见《SATWE用户手册》125页10条。根据《高规》12页第3.3.3条“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响”，故单向地震力计算时选[是]，双向地震力计算时选[否]，多层规则结构可不考虑。考虑偶然偏心计算时，对结构的荷载（总重、风荷载）、周期、竖向位移、风荷载作用下的位移及结构的剪重比没有影响；而对结构的地震力和地震下的位移（最大位移、层间位移、位移角等）有较大区别，平均增大18.47％；对结构构件（梁、柱）的配筋平均增大2％～3％。考虑双向地震作用：[是]或[否]根据《抗规》第26页第5.1.1条3款（强条）：“质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响”。一般情况下，均可在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，此时可不考虑上一条的[偶然偏心]，用户可根据实际工程情况选择是否需要考虑。实际：对于多层结构而言，如果规则，那么通过《抗规》第5.2.5条（剪重比的要求）来考虑结构的扭转和偶然偏心；对于高层结构而言，如果结构比较规则，则应选用“考虑偶然偏心”项，而不必再选“考虑双向地震作用”。对于不规则结构，不论多层还是高层均应选用“考虑双向地震作用”。——摘自《框架结构（结构专业）施工图设计实例》梁峰张叙主编2007年版----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10偶然质量偏心《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》3.3.3条规定，计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5％。偶然偏心的含义指的是：由偶然因素引起的结构质量分布的变化，会导致结构固有振动特性的变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，也就是考虑由偶然偏心引起的可能最不利的地震作用。从理论上，各个楼层的质心都可以在各自不同的方向出现偶然偏心，从最不利的角度出发，我们在程序中只考虑下列四种偏心方式：贵A米)消、案X帜向地震，所有支楼层的质心赏沿庄Y软轴正向偏阁移禁5选％，该工况记肿作柴EX议P搞；窝B活)稼、救X辫向地震，所有甲楼层的质心垄沿手Y希轴负向偏忍移始5裁％，该工况记智作因EX诚M灌；滤C岂)喝、标Y足向地震，所有零楼层的质心植沿迎X此轴正向偏依移缩5雪％，该工况记旨作生EY杏P重；赤D浩)洋、葵Y虫向地震，所有斩楼层的质心取沿帽X妹轴负向偏赌移窃5僵％，该工况记堪作疗EY捕M倚；怎要实现偶然偏济心，首要任务养是确定各个偏向心方式下的结晒构振动特性。槽最准确的办法尼是当然是针对度不同的偏心方添式重新计算结碗构固有振动特筑性，求解广义亿特征值问题，影但是这样做效悉率较低。对于块完全采用刚性辉楼板假定的结贿构倒没有问题林，对于存偏在豪“岔独立弹性节辫点酒”机的结构则要花粘费较多的时间咏。考虑到这一杆点，我们采用毙一种稍为简单佳的方式来确定侍振动特性：将宴未偏心的初始线结构的各振型飘的地震力作用置点，按照指定博方式偏排移朴5委％后，重新作闭用于结构上，导此时结构产生励的位移，就是等一个近似的偏以心振型。知道绘了解偏心振型翼，偏心地震作派用的计算就可巾以进行了。这片个办法有一定订的近似性，但葛提高了效率。及通过试算，我珠们认为其结果线还是比较合理输的，可以在工污程计算中采用何。爸考虑了偶然偏篮心地震后，就念在原有的未偏挤心业X,池Y闹地惨震畏EX,E铺Y镜的基础上，新谊增加了四个地嘱震工飘况走EXP,EX纱M,EY暮P斑和肺EYM颜,线在合力组合时假，任一个门有篇E修X台参与的组合，贼将哲E绸X序分别代罚以鼓EX胳P最和倒EX熊M锹，将增加成三反个组合；任一柏个枪有堪E缎Y星参与的组合，努将穿E右Y璃分别代楚以量EX益P稍和要EX河M资，将增加成三福个组合。简言露之，地震组合酿数将增加到原鸡来的三倍。镜11院及双向地震的扭司转效应象《建筑抗震设笑计规再范梢GB5001醋1-200蛛1衫》谎第穷5.1.恶1换条规定，质量掌和刚度分布明秀显不对称的结坟构应计入双向愁地震作用下的炮扭转影响。狠现在我们考虑京某个地震反应丛参数，该参数血在检X颤和孟Y肤地震作用下的裂反应分湿别影抽,丧那么在考虑了手双向地震扭转耻效应后，对应乌于双向地震工气况视各和夕锁的地震反掩应置稿，慌祥将如下计算：直,衔宝在构件设计阶我段，做内力组才合时美，谎E愉X今和愚E鸽Y评对应的反娘应匀卵，笛吵将揭被责乳，束蚊代替。竟—浸—闯摘自捐《捧SATW只E企用户手册及技峡术条件》中国碰建筑科学研究弱院融pkpmC痕A安D淡工程辟部刑200强2外年版鞋院窄计算单向地震重作用时应考虑伍偶然偏心的影谨响。每层质心今沿垂直于地震徐作用方向的偏暂移值可按下式毯采用：莲式赶中虾---台-弹第求i忍层质心偏移值每（狐m赶），各楼层质波心偏心方向相勤同；谱—勾—紫摘自《高层建耍筑混凝土结构迅技术规雁程处JGJ3-2润00哑2设》唐1场2字页灯第哨3.3.渠3将条发惠疾各类建筑结构兄的地震作用，泼应符合下列规箱定：锡3迎克质量和刚度分行布明显不对称庆的结构，应计扑入双向水平地堡震作用下的扭指转影响；其他葛情况，应允许境采用调整地震乎作用效应的方诉法计入扭转影佣响。事—胸—猛摘自《建筑抗嫩震设计规贱范扑GB500迁11-200傅1问（奖200敞8孙年版）》森第驴2观6星页咐第井5.1.刮1懂条偶3指款逗涌惭抗震验算时，楼结构任一楼层扯的水平地震剪句力应符合下式愈要求：护铁截安熟臭(颗5.2.5)佣式动中满-饼--蕉-摔第纵i床层对应于水平玉地震作用标准币值的楼层剪力翻；杠任备---透-储剪力系数，不乘应小于伍表竹5.2.鄙5道规定的楼层最汇小地震剪力系吼数值，对竖向袄不规则结构的沈薄弱层，尚应掩乘民以誓1.1干5你的增大系数；请居云---仿-殊第捡j圆层的重力荷载哭代表值。钟表哨5.2.5丛防侧饰第楼层最小地震该剪力系数值秒类调别殿躲寺7饰度律宽粉8桑度蜜稍桑9浸度投扭转效应明显框或基本周期小滴于仰3.5扩s勇的结予构陷栋0.01铜6济（地0.02途4何）叹惭0.03沿2据（烫0.04迹8被）具勇0.06君4亲基本周期大丹于排5.0斜s膜的结困构蜓趣0.01热2测（马0.01滋8衫）貌爆0.02度4达（币0.03妈2可）趟踪0.04怒0络注民：页1镜咏基本周期介苦于冠3.5轮s就和按5熄s敞之间的结构，扩可插入取值；至2毒路括号内数值分母别用于设计基收本地震加速度脑为清0.15樱g啄和麦0.30笋g崇的地区。条文说明宝5.2.5抛族雨由于地震影响忍系数在长周期侮短下降较快，榜对于基本周期口大拘于该3.5察s搅的结构，由此坊计算所得的水什平地震作用下关的结构效应可杨能太小。而对弓于长周期结构录，地震动态作简用中的地面运献动速度和位移尺可能对结构的党破坏具有更大茶影响，但是规兆范所采用的振驳型分解反应谱毙法尚无法对此彻作出估计。处疗于结构安全的释考虑，增加了珍对各楼层水平很地震剪力最小恢值的要求，规幕定了不同烈度勺下的剪力系数模，结构水平地垃震作用效应应秤根据此进行相罚应调整。腥扭转效应明显傲与否一般可由沉考虑耦联的振渔型分解反应谱啄法分析结果判闯断，例如前三材个振型中，二织个水平方向的潮振型参与系数沈为同一个量级趋，即存在明显帜的扭转效应。筝对于扭转效应奴明显或基本周兄期小党于另3.5殖s照的结构，剪力毕系数质取览0.2偷除，保证足够的己抗震安全度。办对于存在竖向鸭不规则的结构交，突变部位的捐薄弱层，尚应资按本规范民第翠3.4.松3腰条的规定，再扬乘钳以桌1.1台5齿的系数。鸽本条规定不考旱虑阻尼比的不垂同，是最低要有求，各类结构司，包括隔震和冬消能减震结构登均需一律遵守奇。免—旺—房摘自《建筑抗撤震设计规此范陶GB500脾11-200争1蹄（灭200广8闻年版）》灌第巨3绞3宣、旦23咐8愚页逗第撤5.2.溜5撞条雾18胁.谦抗震设计时，杆建筑结构的地霉震作用计算，继在什么情况下散应考虑偶然偏穷心的影响？在切什么情况下应荷计算双向地震福作用下的扭转伴影响？最（去1挨）《高层建筑老规程》味第独3.3.弄3舰条明确规定，理高层建筑结构提无论平面是否旧规则在计算单签向水平地震作堪用时均应考虑厦偶然偏心的影招响。每层质心灾沿垂直于地震教作用方向的偏授移值（质量偶胸然偏心）可殊取鸡0.05L启i芽（咸L沟i锻为照第肝i蛾层垂直于地震灾作用方向的建快筑物总长度）移。实际计算时当，将每层质心部沿主轴的同一年方向（正向或右负向）偏甩移辆0.05L循i厚。伸因为，即便是蛾平面规则的（制包括对称）的深建筑结构，国赌外的多数抗震子设计规范同我灰国的《高层建滑筑规程》一样饭，也考虑由于叮施工、使用及昼地震地面运动丈的扭转分量等香因素引起的偶狐然偏心影响，摸即对于平面规视则的结构也规琴定了偶然偏心常；对于平面布敌置不规则的结嘴构，除其自身柔已有的偏心外运，还要加上偶斯然偏心。振高层建筑结构凯采用底部剪力玉法计算结构的财地震作用时，秘也应考虑质量阀偶然偏心的影脊响。丙高层建筑结构贪在计算单向水洗平地震作用时俘，考虑偶然偏伍心的影响，有辞助于提高结构似的抗震能力。嚼（草2嗽）槽煤对于《抗震规姐范》中的建筑拆结构，《抗震期规范》没有明它确规定在计算均单向水平地震绢作用时，应考膏虑偶然偏心的穿影响。但《抗权震规范》在绿第校5.2.重3蔽条就规则结构乖如何估计在水耗平地震作用下夏的扭转影响，右作出了如下规崭定：西规则的不进行崭扭转耦联计算罚时，平行于地绩震作用方向的乌两个边榀，其塔地震作用应乘膝以增大系数。魔一般情况下，闯短边可扰按缩1.1降5绸采用，长边可触按垦1.0欠5絮采用；当扭转特刚度较小时，报宜按不小间于斗1.雪3荐采用。眯所谓结构旁的救“祝扭转刚度较煌小怠”搂，一般是指核仪心第筒法-谣外稀柱框架结卡构或类似的结贷构，当第一振茅型为以扭转为掏主的振抽型可零时，行或租柏不为第一振型境，但满雕足凡>泉后或瘦>牧振时；对于较高盖的高层建筑，怨当满萄足督>米腐或艰>划绞时，均属于扭华转刚度较小的掌结构，应考虑蔑地震作用的扭什转效应。但如颤果考虑扭转影目响的地震作用榨效应（例如，赞将地震作用效邻应乘以增大系胶数玩1.概3此）小于考虑偶东然偏心引起的伸地震作用效应岂时，应采用后绍者，应保证抗脊震设计的安全左，但二者不应溉叠加计算（通议常取二者的最队不利计算结果叔来进行构件设据计）。虾由天于礼SATW缎E暑软件在进行结基构地震作用计眠算时，会自动淘按扭转耦联计循算，所以，当选采评用爱SATW际E档软件进行结构田计算时，对于闪平面规则的建辟筑结构，根据映《抗震规范》汁第票5.2.撑3评条的规定，实炒际上可以不必耗将地震作用效捕应乘以增大系辛数来考虑扭转员影响。脊显然，关于水盖平地震作用的艺扭转影响，《谅抗震规范》仅附对规则结构如紧何考虑，做出茂了明确规定；戒对实际工程中进大量存在的不杯规则结构，如武何考虑水平地踢震作用的扭转含影响，并没有依做出明确的规顿定。络目前宁，满SATW遣E斗软件还不具备唤将边榀框架乘裹以增大系数来竖考虑水平地震胖作用扭转影响桨的功能，所以陆，这种增大系滴数法在实际工哭程中应用起来变也很不方便。扬同高层建筑一劈样，多层建筑胁结构也同样存铺在由于施工、嘉使用等原因所许产生的偶然偏补心引起的地震僵扭转效应及地小震地面运动扭晶转分量的影响腊。所以编者建翼议，对于多层尤建筑结构，当醒结构属于平面侧扭转不规则结照构，且结构在超不考虑偶然偏破心影响的条件疯下，扭转位移渡比大于等者于齿1.集2所时，也可考虑柄单向水平地震偏作用下偶然偏钥心的影响。秧（滨3保）而颈建筑结构的平洋面扭转不规则轰，其不规则程由度如何判定，绒《抗震规范》责和《高层建筑肥规程》都没有进明确的规定。沉根据《抗震规缓范》的主要编蛾制人员在《建谢筑结构抗震设烘计规范疑问解半答》一书中的型建议，以及《挂高层建筑规程溜》主要编制人袍员的讨论意见挣，可以认为：脸1援）苦先不考虑水平地俱震作用偶然偏企心影响的多层跪建筑结构，以劫及考虑水平地嫂震作用偶然偏覆心影响高层建涉筑结构，当扭稀转位移比大识于余1.劣2腿时，可判定为电平面扭转不规材则的结构。昌2谅）六扁多层建筑结构颂，不考虑水平滋地震作用的偶脏然偏心影响时邻扭转位移比大耗于议1.竟3兼不大倘于哥1.派5师时，可判定为肉特别不规则的权结构。阵平面特别不规正则的多层建筑诱结构，应计入金双向水平地震稿作用下的扭转祝影响。乖多层建筑结构油，不考虑水平辫地震作用偶然巡偏心影响时的设扭转位移比大耐于昏1.垮5华时，一般判定咏为严重不规则译的结构。筒3惩）咐A魂级高度的高层砌建筑结构，考条虑水平地震作楚用偶然偏心影薯响时，扭转位框移比大晶于但1.姓4竞不大幻于委1.羞5轰，麦B栋级高度的高层花建筑结构、混两合结构的高层趣建筑结构和《叫高层建筑规程档》欧第筐1棍0跌章所指的复杂槽高层建筑结构台，考虑水平地苗震作用偶然偏晒心影响时，扭丸转位移比大岩于受1.邮3汤不大洁于贷1.删4复时，可判定这爽些高层建筑结尝构为特别不规悼则的结构。售特别不规则的拐高层建筑结构遣，必须同时计窃算偶然偏心和并双向地震作用怀下的扭转影响集。因为，对比谷计算分析表明砖，两者的地震类作用效应谁更朗为不利，会随惑具体工程不同双而不同，同一壮工程的不同部居位或不同的构庙件，一般也不饼会完全相同。条安全可靠的办必法是取二者的耗不利结果来进轮行结构构件的熔设计。凳SATW堡E课软件具有同时名计算偶然偏心相和双向水平地顾震作用效应的胞功能。程序在户按《抗震规范压》的公式哑（制残7凉）或公式默（臣石8鸟）计算双向水痰平地震作用的嗓扭转影响时，尾仅取不考虑偶压然偏心的单行返水平地震作用扭效应来计算。竿程序会自动比斩较考虑偶然偏狮心和双向水平熔地震作用的计糕算结果，并取洽二者的最不利洲的计算结果来或进行结构构件桃设计。疼4势）油A善级高度的高层各建筑结构，考方虑水平地震作卖用偶然偏心影盼响时，扭转位蚁移比大沫于碰1.抢5钉，堵B慎级高度的高层性建筑结构、混司合结构的高层安建筑结构和《锻高层建筑规程鱼》份第享1郊0绞章所指的复杂盏高层建筑结构阔，考虑水平地摘震作用偶然偏树心影响时，扭洽转位移比大粘于捉1.块4款时，一般可判攻定为严重不规秋则的结构。鞠5洗）纤垄建筑设计应符容合抗震概念设庸计的要求，不誓规则的建筑方蜓案应按规定采疾取加强措施：猜特别不规则的弯建筑方案应进柴行专门研究和林论证，采取特首别的加强措施谅；不应采用严召重不规则的建央筑方案。迁—着—浴摘自《混凝土蓬结构设计问答母实录》姜学书诗伶杀编昂著误僵答第仁2炎4勇页股1集.散何时考朗虑乱“言偶然偏旧心弹”布？托《高规》猴第闷3.3.下3免条规定：计算安单向地震作用亲时应考虑偶然夹偏心的影响。耳附加偏心距可堡取与地震作用剥方向垂直的建影筑物边长话的债5飘％。拖控制偶然偏心况的主要目的是貌控制结构的扭含转效应。当结障构在偶然偏心宾作用下的位移弹比大予于藏1.督2废时，则说明该活结构的质量和布刚度的分布比咐较不均匀，抗纷扭转的能力比匪较差。指对于高层建筑保，即便是均匀炕、对称的结构朽，也应考虑偶垄然偏心的影响榆；对于多层建海筑，则可以不索考虑偶然偏心棒的影响。防程序在进行偶易然偏心计算时逢，总是假定结电构所有楼层质翼量同时向某个闷方向偏心，对常于不同楼层向陈不同方向运动撒的情况（比如患某一层踏向遮X雅正向运动，另则一楼层鸦沿砍X述负向运动），辩程序没有考虑漆。狸2诚.牲何时考督虑助“抚双向地震作鹊用截”川？圆《抗震规范轿》亲5.1.洒1视条规定：质量监和刚度分布明胸显不对称、不楚规则的结构，缠应计入双向地项震作用下的扭惹转影响。篇且注意：规范规活定只有质量和拜刚度明显不对级称、不均匀的搜结构，才考虑移双向地震作用棋。目前，工程请界普遍做法为阿：在刚性楼板帅假定下，结构子位移茎比孝>1.纽2器，需要考虑双睡向地震作用。控3.布挺“见偶然偏肚心次”薯和优“庸双向地震作邀用轿”印同时选择，程博序如何处理？例程序允许设计晨人员同时选谅择双“决偶然偏懂心皮”怖塌和墙“蹦双向地震作扁用漫”成，若同时选择轿，则程序在计斑算内力时自动民选择二者之间陡的较大值进行埋设计。洽—桌—虎摘自乘《巾PKP唤M苏结白构倚CA丈D哲软件问题解惑诉及工程应用实蕉例解析百》寸200铲5鉴年倾版鼻帮第递2庭4甩页剪污葛考虑偶然偏心陕规范规定盒：曲米《高层规程》孕第蜡3.3.合3凝条规定本，茅“蚊计算单向地震幼作用时应考虑暂偶然偏心的影军响倍。艳”俭《高层规程》丰第斥4.3.窄5柿条规定樱，跟“顺在考虑偶然偏泊心影响的地震疗作用秩下仍”泼验算楼层位移竭比。众程序实现：偶革然偏心是指由厅偶然因素引起待的结构质量分僻布变化，会导顷致结构固有振弓动特性的变化扯，因而结构在帝相同地震作用吹下的反应也将方发生变化。考污虑偶然偏心，听就是考虑偶然暖偏心引起的不擦利地震作用。金程序设置（考联虑偶然偏心）浙选择开关，由梳设计人员自行底决定是否考虑停偶然偏心的影群响。考虑偶然哑偏心时，程序他将无偏心的初魔始质量分布作碑为一组地震作氏用，再按附加米偏心距蚂取欠X盯、察Y宽地震作用方向富垂直建筑物边武长圾的传±研5损％，形成四种康偏心方式的两巩组地震作用效案应合起来共三管个地震组合进傻行内力分析计禁算，使地震组话合数增加到原圣来的三倍。驰操作要点：对喂于高层建筑结仁构，通常选择渡考虑偶然偏心跃。初始值为不公选择。撇注意事项：由势于结构平、立旅面布置的多样踢性、复杂性，贝大量计算分析迈表明，计算双倡向水平地震作丈用并考虑扭转铁影响与计算单东向水平地震作联用并考虑偶然控偏心的影响相蜘比，前者并不毛总是不利的。脸因此抗震设计凳时，根据《抗开震规范》怜第博5.2.详3吹条规定及其条吉文说明，对于近多层建筑，除说平面规则的可故通过考虑扭转衔耦联计算来估油计水平地震作昌用的扭转影响凭外，凡属该规弄范芒第煌3.4.悉2桑条所指的平面邪不规则多层建献筑，亦应考虑愤偶然偏心的影用响。导岛考虑双向地震守作用而规范规定：《新抗震规范》右第辉5.1.比1候条规定格，根“棵质量和刚度分渴布明显不对称顶的结构，应计膀入双向水平地沈震作用下的扭什转影欧响票”轰。团《高层规程》予第坛3.3.谱1群条规定侮，控“谷质量与刚度分族布明显不对称和、不均匀的结鸭构，应计入双匀向水平地震作考用下的扭转影手响谋”主。鹅程序实现：考字虑双向地震扭惧转效应，程序锯对柱采用了与呆其他构件略有训不同的双向地霸震的组合方式详。柱的剪力和王弯矩只考虑地穷震作用主方向熊的双向地震组贩合，此方向不蹲作双向地震组惊合。在进行柱探双偏压配筋计监算时，这种调垃整后的组合方扒式会使计