《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：蛙A岛)剖、叫X饼向地震，棍所有楼层共的质心符沿戏Y斥轴正向偏李移网5盗％，该工狭况记自作晒EX加P凑；最B斗)理、予X黄向地震，输所有楼层枕的质心齿沿屋Y村轴负向偏索移郑5怎％，该工嘱况记暖作陶EX化M非；嫂C抛)圣、峰Y蕉向地震，询所有楼层谜的质心煮沿弯X景轴正向偏末移园5芹％，该工御况记广作贼EY订P肉；孝D看)快、要Y汉向地震，打所有楼层支的质心苗沿窑X键轴负向偏哨移盾5蜡％，该工绸况记训作舌EY勤M弦；是要实现偶槐然偏心，淘首要任务响是确定各换个偏心方学式下的结胸构振动特径性。最准颜确的办法冻是当然是格针对不同逗的偏心方湖式重新计顷算结构固谱有振动特于性，求解妄广义特征吸值问题，春但是这样颗做效率较价低。对于死完全采用市刚性楼板才假定的结童构倒没有狮问题，对算于存挣在烛“皂独立弹性缓节填点怒”壶的结构则叉要花费较骂多的时间盼。考虑到厅这一点，礼我们采用跟一种稍为怪简单的方作式来确定芦振动特性膨：将未偏爹心的初始锤结构的各颗振型的地肢震力作用柿点，按照权指定方式补偏被移荐5煮％后，重减新作用于牲结构上，奇此时结构扮产生的位胖移，就是堆一个近似究的偏心振爪型。知道唐了解偏心孙振型，偏乱心地震作拒用的计算省就可以进谋行了。这痕个办法有郑一定的近臣似性，但胃提高了效筝率。通过签试算，我菠们认为其廉结果还是脆比较合理挤的，可以坑在工程计枪算中采用寻。他考虑了偶陕然偏心地疾震后，就知在原有的距未偏趴心增X,阵Y扶地痒震旷EX,E其Y串的基础上泳，新增加蛛了四个地势震工卵况症EXP,值EXM,醒EY达P辛和照EYM育,黎在合力组派合时，任肃一个傻有貌E亲X刚参与的组茂合，愉将悬E小X袜分别代否以每EX欧P竭和狡EX傅M邻，将增加诊成三个组埋合；任一坐个毅有混E展Y恼参与的组尝合，谦将嘱E赴Y香分别代冬以白EX跪P徐和火EX沸M栏，将增加门成三个组蚂合。简言巨之，地震集组合数将桌增加到原贡来的三倍竹。横11菠爱双向地震恩的扭转效厨应诚《建筑抗另震设计规脉范栋GB50致011-酬200聚1壁》跃第抹5.1.恒1捧条规定，穗质量和刚肃度分布明杂显不对称努的结构应织计入双向拘地震作用椒下的扭转牺影响。乎现在我们若考虑某个段地震反应绘参数，该鸽参数贪在露X伐和泥Y亭地震作用护下的反应纹分右别天傲,叹那么在考卫虑了双向银地震扭转拘效应后，骡对应于双糟向地震工季况软守和甚骑的地震反殊应蛮慧，演馆将如下计纵算：系,宫它在构件设广计阶段，骨做内力组唐合时勉，嫂E好X悦和绿E披Y杀对应的反茂应跌薄，泥铲将圆被征谣，嗓效代替。窄—纲—抚摘自跃《危SATW渴E掀用户手册谁及技术条按件》中国言建筑科学刃研究菠院像pkpm见CA运D蛮工程棕部炼200走2禾年版眉3.3.爷3炸钳计算单向黄地震作用霞时应考虑铜偶然偏心差的影响。悉每层质心豆沿垂直于曾地震作用吴方向的偏汗移值可按刷下式采用丧：能式钓中器-印--罪-腹第驴i穴层质心偏只移值侄（俊m董），各楼逐层质心偏责心方向相诸同；修—酷—谅摘自《高拨层建筑混晚凝土结构壮技术规怨程峡JGJ3础-200霉2沙》历1诸2搭页叔第冰3.3.参3喘条利5.1.没1锄织各类建筑发结构的地塘震作用，爷应符合下在列规定：飞江3疲友质量和刚高度分布明鼠显不对称炎的结构，刘应计入双艰向水平地伯震作用下米的扭转影水响；其他休情况，应悼允许采用迈调整地震橡作用效应齿的方法计愚入扭转影拣响。施—划—果摘自《建康筑抗震设草计规工范竭GB5竹0011欧-200狮1书（和200躁8控年版）》奥第异2裕6虑页稿第抖5.1.戴1净条嫁3蒙款确5.2.呀5昨就抗震验算活时，结构旷任一楼层丛的水平地粘震剪力应歼符合下式扒要求：顺折稼嫁突燥机微磁(转5.2.妹5)超式剑中间庸---座-令第品i宣层对应于酱水平地震台作用标准以值的楼层伴剪力；刘赔扎蜻---饲-就剪力系数缠，不应小夕于销表役5.2.降5仰规定的楼浆层最小地恶震剪力系惊数值，对坛竖向不规覆则结构的窄薄弱层，桌尚应乘俊以坑1.1壁5榜的增大系跨数；莫裳须狮---愧-毫第方j睁层的重力她荷载代表息值。蚁表狠5.2.汽5报层驳升博曲楼层最小薄地震剪力斤系数值虑类黑别加瑞屡7奴度标装般8沈度走发猛9哗度勿扭转效应掀明显或基找本周期小拴于愉3.5翅s竖的结师构袭宏旋0.01救6乎（亮0.02雾4时）害良爸0.03桂2银（卡0.04坚8使）何铃触0.06忌4标基本周期头大舒于加5.0因s习的结漫构踩受脂0.01弊2凑（吃0.01超8单）免蔽熟0.02菌4诚（竟0.03朵2枣）墓农廊0.04短0务注厌：本1拔经基本周期字介嫂于谨3.5不s盈和伐5答s揭之间的结际构，可插港入取值；样裂2尼脚括号内数羡值分别用答于设计基歌本地震加蒜速度拆为侦0.15诊g马和脾0.30馅g单的地区。条文说明免5.2.溜5亭盾由于地震组影响系数责在长周期天短下降较狮快，对于嗽基本周期附大甘于莫3.5咽s擦的结构，芬由此计算具所得的水甲平地震作剂用下的结尼构效应可低能太小。发而对于长榴周期结构粪，地震动取态作用中露的地面运肆动速度和指位移可能勉对结构的叮破坏具有锄更大影响喘，但是规怀范所采用宜的振型分债解反应谱愉法尚无法猾对此作出驴估计。处纷于结构安骨全的考虑宪，增加了层对各楼层榆水平地震侨剪力最小移值的要求祸，规定了岂不同烈度颗下的剪力发系数，结谨构水平地笛震作用效辰应应根据牛此进行相旦应调整。擦扭转效应骑明显与否厘一般可由该考虑耦联旁的振型分驾解反应谱沸法分析结青果判断，湖例如前三偷个振型中烟，二个水价平方向的拖振型参与仔系数为同蜜一个量级阅，即存在貌明显的扭筐转效应。便对于扭转详效应明显权或基本周钞期小盐于愁3.5俩s抗的结构，滋剪力系数夸取塌0.2桌蝴，保证足苏够的抗震付安全度。组对于存在手竖向不规情则的结构柱，突变部稠位的薄弱孟层，尚应岂按本规范古第谈3.4.享3桨条的规定线，再乘束以裂1.1众5旨的系数。袄本条规定率不考虑阻捕尼比的不茄同，是最牛低要求，衬各类结构阻，包括隔绑震和消能删减震结构枣均需一律辞遵守。归—旷—侵摘自《建毯筑抗震设录计规北范壶GB5泪0011鸽-200恰1斑（否200荷8鼻年版）》尼第撒3锄3筒、影23积8浮页烧第举5.2.嫁5玉条烘18砍.巨抗震设计握时，建筑绳结构的地揉震作用计锻算，在什涨么情况下汉应考虑偶居然偏心的惯影响？在隐什么情况塞下应计算花双向地震徐作用下的针扭转影响壳？展（雨1论）《高层蚂建筑规程疯》炒第糕3.3.绩3颈条明确规湖定，高层础建筑结构转无论平面央是否规则遮在计算单剃向水平地朗震作用时是均应考虑厚偶然偏心摆的影响。搂每层质心秤沿垂直于祝地震作用皱方向的偏箭移值（质琴量偶然偏慨心）可晋取畏0.05很L固i池（粱L哥i苗为固第细i赶层垂直于评地震作用浅方向的建针筑物总长巩度）。实窄际计算时鞭，将每层稳质心沿主纽轴的同一蜂方向（正恨向或负向拖）偏菊移怜0.05搂L气i题。照因为，即完便是平面插规则的（判包括对称押）的建筑刘结构，国重外的多数渐抗震设计党规范同我旺国的《高纸层建筑规连程》一样邮，也考虑陕由于施工溜、使用及殿地震地面禽运动的扭谱转分量等放因素引起到的偶然偏风心影响，挑即对于平穷面规则的叔结构也规发定了偶然盛偏心；对着于平面布攻置不规则静的结构，怜除其自身肆已有的偏勾心外，还允要加上偶在然偏心。杏高层建筑乳结构采用寻底部剪力环法计算结谎构的地震尺作用时，乘也应考虑喉质量偶然铲偏心的影思响。旷高层建筑挠结构在计汪算单向水涨平地震作壶用时，考下虑偶然偏狸心的影响唯，有助于责提高结构举的抗震能坚力。兽（多2槐）少间对于《抗策震规范》术中的建筑口结构，《槐抗震规范材》没有明索确规定在岂计算单向款水平地震若作用时，柴应考虑偶座然偏心的起影响。但捕《抗震规士范》在莫第粪5.2.所3骄条就规则假结构如何血估计在水筋平地震作修用下的扭粗转影响，循作出了如筹下规定：掀规则的不谈进行扭转筒耦联计算夫时，平行亡于地震作塌用方向的页两个边榀腾，其地震邮作用应乘沾以增大系蹲数。一般划情况下，液短边可恢按宵1.1炒5寸采用，长皱边可原按翅1.0时5召采用；当劝扭转刚度腿较小时，顾宜按不小脏于编1.峡3爱采用。馆所谓结构猎的躲“谣扭转刚度炎较复小些”伯，一般是立指核心等筒硬-光外稀柱框祥架结构或炉类似的结者构，当第伟一振型为混以扭转为轻主的振光型倚糟时，两或颤泡不为第一伸振型，但扶满份足怕>墓捐或乖>匹睛时；对于听较高的高仰层建筑，锈当满肿足班>如败或邮>痕柿时，均属唯于扭转刚驾度较小的狗结构，应旧考虑地震埋作用的扭值转效应。壤但如果考非虑扭转影盗响的地震复作用效应超（例如，雷将地震作新用效应乘浓以增大系饭数泻1.啊3蓬）小于考晒虑偶然偏颤心引起的绘地震作用阀效应时，折应采用后染者，应保混证抗震设赞计的安全滴，但二者肉不应叠加用计算（通欢常取二者疾的最不利肺计算结果鹊来进行构再件设计）浇。委由律于近SATW疫E宗软件在进锁行结构地袍震作用计书算时，会紧自动按扭是转耦联计怒算，所以呈，当采象用框SATW隆E贱软件进行苏结构计算御时，对于毫平面规则坑的建筑结脂构，根据渠《抗震规壳范》笨第丰5.2.压3碰条的规定泳，实际上买可以不必达将地震作联用效应乘垂以增大系耐数来考虑数扭转影响倘。杀显然，关水于水平地醒震作用的里扭转影响悄，《抗震元规范》仅恳对规则结卵构如何考得虑，做出奖了明确规嗓定；对实册际工程中趋大量存在夕的不规则蛙结构，如蹲何考虑水丝平地震作叉用的扭转潜影响，并务没有做出验明确的规偏定。绿目前垂，坛SATW摄E皱软件还不突具备将边叠榀框架乘侄以增大系悠数来考虑巷水平地震俘作用扭转笼影响的功允能，所以淋，这种增此大系数法恢在实际工阻程中应用稀起来也很志不方便。崇同高层建肾筑一样，情多层建筑茧结构也同钉样存在由运于施工、跪使用等原挖因所产生肌的偶然偏手心引起的馅地震扭转筒效应及地尖震地面运件动扭转分料量的影响坐。所以编初者建议，着对于多层呜建筑结构邀，当结构品属于平面请扭转不规没则结构，药且结构在院不考虑偶茅然偏心影洁响的条件王下，扭转献位移比大备于等匠于饰1.或2电时，也可逐考虑单向柳水平地震冒作用下偶符然偏心的植影响。端（晚3立）目拍建筑结构早的平面扭怜转不规则坑，其不规册则程度如宴何判定，姜《抗震规演范》和《织高层建筑税规程》都弄没有明确详的规定。仅根据《抗怨震规范》鱼的主要编猛制人员在兴《建筑结奇构抗震设四计规范疑具问解答》长一书中的汤建议，以参及《高层疾建筑规程拘》主要编舞制人员的叔讨论意见喝，可以认栋为：著1系）度疗不考虑水宣平地震作宫用偶然偏牙心影响的坛多层建筑梯结构，以骨及考虑水笛平地震作懒用偶然偏萍心影响高畜层建筑结树构，当扭汁转位移比颠大折于脆1.薄2策时，可判滥定为平面壮扭转不规专则的结构飘。炎2也）击游多层建筑栏结构，不较考虑水平耻地震作用挪的偶然偏芦心影响时租扭转位移址比大啄于两1.泻3所不大岗于镇1.碑5弟时，可判块定为特别兰不规则的童结构。弱平面特别京不规则的血多层建筑术结构，应零计入双向徐水平地震悟作用下的副扭转影响否。犹多层建筑亿结构，不淡考虑水平间地震作用身偶然偏心麦影响时的光扭转位移讨比大敲于炉1.雹5藏时，一般坛判定为严滤重不规则剑的结构。锋3闯）谷A仓级高度的五高层建筑六结构，考楼虑水平地阻震作用偶蛾然偏心影万响时，扭络转位移比恰大基于腔1.填4挪不大妈于钩1.鼠5恨，肺B基级高度的选高层建筑吉结构、混窑合结构的蒜高层建筑萄结构和《尚高层建筑宰规程》负第耽1县0券章所指的环复杂高层妈建筑结构统，考虑水弓平地震作坝用偶然偏妄心影响时仙，扭转位时移比大爹于类1.楼3屈不大剧于抚1.掩4奥时，可判趣定这些高躺层建筑结框构为特别澡不规则的央结构。纱特别不规摸则的高层眼建筑结构焰，必须同疼时计算偶拜然偏心和典双向地震初作用下的捆扭转影响捷。因为，楚对比计算舱分析表明的，两者的唯地震作用顽效应谁更之为不利，菠会随具体买工程不同雀而不同，盯同一工程愤的不同部使位或不同陆的构件，酷一般也不贤会完全相糟同。安全牵可靠的办闲法是取二裂者的不利寸结果来进旋行结构构掉件的设计蝶。呈SATW沉E突软件具有抵同时计算郑偶然偏心哭和双向水进平地震作为用效应的属功能。程筛序在按《踏抗震规范玉》的公式巷（找5.2.亲3-叔7镜）或公式赚（秋5.2.艰3-户8惩）计算双直向水平地练震作用的盼扭转影响辅时，仅取少不考虑偶英然偏心的编单行水平价地震作用幻效应来计片算。程序皱会自动比体较考虑偶俯然偏心和柜双向水平渴地震作用胀的计算结似果，并取波二者的最峡不利的计屿算结果来摊进行结构姑构件设计错。食4芽）灵A宫级高度的井高层建筑给结构，考烘虑水平地翁震作用偶歼然偏心影看响时，扭逢转位移比耻大斤于像1.屿5尿，练B扩级高度的喷高层建筑规结构、混串合结构的只高层建筑载结构和《锋高层建筑泪规程》答第哪1沸0旱章所指的榨复杂高层忆建筑结构瓜，考虑水见平地震作用用偶然偏革心影响时滋，扭转位刚移比大展于俭1.殖4拨时，一般社可判定为我严重不规慢则的结构刷。要5柳）乌给建筑设计探应符合抗魂震概念设步计的要求佩，不规则翻的建筑方夕案应按规乏定采取加创强措施：和特别不规笔则的建筑渴方案应进冒行专门研巴究和论证誓，采取特延别的加强掏措施；不朱应采用严稿重不规则锋的建筑方偶案。丽—迈—淘摘自《混燕凝土结构滑设计问答胞实录》姜炮学恐诗码胖编酬著赏蜻绵第积2验4泰页匪1准.晋何时考扔虑扛“也偶然偏淹心捕”普？亮《高规》殊第厅3.3.写3潮条规定：域计算单向夺地震作用帆时应考虑祝偶然偏心口的影响。逗附加偏心俘距可取与到地震作用课方向垂直撒的建筑物恼边长按的局5瓶％。伏控制偶然献偏心的主脑要目的是赔控制结构劝的扭转效耗应。当结吃构在偶然具偏心作用耳下的位移比比大牺于挑1.括2犁时，则说咱明该结构馅的质量和巷刚度的分崭布比较不重均匀，抗沫扭转的能伏力比较差俊。百对于高层刊建筑，即哑便是均匀乎、对称的撇结构，也斯应考虑偶傻然偏心的械影响；对四于多层建逐筑，则可率以不考虑爸偶然偏心茅的影响。帜程序在进丝行偶然偏逮心计算时天，总是假腔定结构所奔有楼层质浪量同时向箭某个方向护偏心，对介于不同楼沫层向不同测方向运动葵的情况（专比如某一饼层府向光X心正向运动衰，另一楼汗层址沿丘X盗负向运动锄），程序坚没有考虑注。嫌2撕.蹦何时考潜虑灰“肯双向地震洞作演用顾”午？感《抗震规和范具》境5.1.刊1帅条规定：雨质量和刚还度分布明冻显不对称阀、不规则通的结构，宜应计入双笨向地震作拦用下的扭弹转影响。盆注意：规偶范规定只兼有质量和航刚度明显游不对称、牙不均匀的神结构，才作考虑双向辉地震作用养。目前，检工程界普础遍做法为庄：在刚性欲楼板假定倚下，结构匀位移抢比桃>1.殖2泪，需要考狱虑双向地龄震作用。给3.舰虽“被偶然偏振心来”扩和层“仁双向地震性作椒用误”循同时选择辩，程序如袄何处理？经程序允许手设计人员遵同时选限择熟“岭偶然偏曲心得”象占和互“洒双向地震号作挣用寄”就，若同时央选择，则来程序在计糟算内力时距自动选择啦二者之间基的较大值呼进行设计买。坐—胞—苹摘自构《暑PKP警M数结妨构亮CA夕D察软件问题熔解惑及工昨程应用实痛例解析鞠》高200驴5摊年共版虎方第孤2壶4脊页亲隔独考虑偶然分偏心晕规范规定级：神拼《高层规百程》意第雪3.3.凑3污条规定耗，臣“世计算单向告地震作用拆时应考虑更偶然偏心而的影响悄。台”析《高层规疗程》窜第小4.3.伍5世条规定妨，匆“县在考虑偶蹄然偏心影剃响的地震害作用粥下而”葵验算楼层辈位移比。蠢程序实现肝：偶然偏肿心是指由巧偶然因素偷引起的结垫构质量分玉布变化，箱会导致结愁构固有振纤动特性的漠变化，因穷而结构在自相同地震扛作用下的震反应也将锣发生变化睡。考虑偶掉然偏心，朱就是考虑逐偶然偏心瑞引起的不篮利地震作孙用。龄程序设置删（考虑偶慢然偏心）诱选择开关御，由设计讯人员自行姜决定是否平考虑偶然英偏心的影邮响。考虑膨偶然偏心算时，程序蕉将无偏心找的初始质扣量分布作骄为一组地用震作用，礼再按附加肃偏心距触取奔X掩、钓Y恼地震作用触方向垂直帐建筑物边缠长必的挥±敌5梅％，形成临四种偏心熄方式的两绑组地震作肃用效应合腥起来共三次个地震组泄合进行内允力分析计绵算，使地休震组合数且增加到原伯来的三倍唤。百操作要点乒：对于高乘层建筑结嚷构，通常草选择考虑返偶然偏心学。初始值坐为不选择或。徒注意事项杂：由于结焦构平、立蜘面布置的秀多样性、猛复杂性，容大量计算俊分析表明拖，计算双丽向水平地碎震作用并趁考虑扭转伸影响与计或算单向水窑平地震作个用并考虑疮偶然偏心诵的影响相傲比，前者计并不总是狭不利的。绞因此抗震旁设计时，窜根据《抗小震规范》舱第大5.2.稍3瓜条规定及眠其条文说奋明，对于织多层建筑蛙，除平面档规则的可侄通过考虑疗扭转耦联挪计算来估牲计水平地凡震作用的缺扭转影响戒外，凡属揭该规范俱第纷3.4.震2刺条所指的近平面不规廊则多层建耽筑，亦应辰考虑偶然柿偏心的影质响。明考虑双向犬地震作用拘规范规定止：《抗震叛规范》封第颠5.1.研1敞条规定网，但“认质量和刚祥度分布明奴显不对称杯的结构，离应计入双猫向水平地超震作用下当的扭转影幕响切”辅。氧《高层规藏程》感第悦3.3.将1孕条规定戚，响“滴质量与刚尝度分布明无显不对称田、不均匀物的结构，条应计入双因向水平地翅震作用下床的扭转影议响珠”互。绣程序实现故：考虑双惹向地震扭幼转效应，异程序对柱代采用了与岗其他构件狂略有不同栋的双向地倡震的组合姨方式。柱获的剪力和赚弯矩只考夸虑地震作垃用主方向晨的双向地辱震组合，料此方向不彼作双向地槽震组合。暑在进行柱漆双偏压配狭筋计算时里，这