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对双向地震作用和偶然偏心影响的理解

发布于：2015-05-20 11:24:20 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

（转载）对双向地震作用和偶然偏心影响的理解

原文地址：对双向地震作用和偶然偏心影响的理解作者：昆仑笑使。

高规JGJ3-2002第3.3.2条(强制性条文)规定，质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。

高规JGJ3-2002第3.3.3条规定，计算单向地震作用应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：ei=±0.05 Li 。

高规JGJ3-2002第4.3.5条规定，结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；…

抗震规范GB50011-2001第5.1.1条(强制性条文)规定，质量于刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

抗震规范GB50011-2001第5.2.3条规定，建筑结构估计水平地震作用影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：1.规则结构不进行扭转耦连计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用；短边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于 1.3采用。…

综合以上高规和抗震规范的条文引用，我们可以看出：

1．两本规范均规定计算结构地震作用效应时均应计入扭转影响。

2．两本规范均规定对于不规则结构(如何准确判定不规则结构，见抗震规范GB50011-2001第3.4.2条规定)应计入双向地震作用扭转效应。该效应的计算公式见GB50011-2001第5.2.3.2条规定，采用的是完全二次平方根法(CQC)加以组合得到的。

3．对于规则结构的扭转效应：
GB50011-20015.2.3.1条规定允许不进行扭转耦连计算，但应对平行于地震作用方向的边榀进行地震作用效应放大。JGJ3-2002则规定应考虑单向地震偶然偏心作用，偶然偏心值见该规范第3.3.3条规定。可见，高规的规定更加严格。

4．对于地震弹性位移比：
GB50011-2001第3.4.3.1 条仅规定对于平面扭转不规则结构，楼层竖向构件最大水平位移和层间位移与楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不宜大于1.5。JGJ3-2002则规定在应考虑然偏心的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，不宜大于该楼层平均值的1.2倍，且对于A级高度高层建筑不应大于1.5，B级高度高层建筑不应大于1.4。可见，高规的规定更加严格。

5．对于地震弹性位移角：
GB50011-2001第5.5.1条规定与JGJ3-2002第4.6.3条相同，且JGJ3-2002第4.6.3条注释明确计算地震弹性位移角不应考虑偶然偏心影响。

结论：

1．不规则结构应考虑双向地震的影响,实际上大多数结构属于此类。

2．对于多层规则结构，可以不考虑偶然偏心，但应对边榀进行地震作用放大处理。对于高度或层数接近高层结构的多层规则结构，可以参考高规JGJ3-2002 考虑偶然偏心。

3．偶然偏心与双向地震不同时考虑(高规JGJ3-2002 第3.3.3条条文说明)。

4．对于高层结构，当结构在不考虑偶然偏心的情况下，地震弹性位移比大于1.2时，结构设计应选择考虑双向地震作用，否则，应考虑偶然偏心作用。需要注意的是，当在某些特殊情况下，考虑双向地震影响的地震作用效应小于考虑偶然偏心影响的地震作用效应时，应取后者以策安全，但二者不叠加计算(GB50011-2001第5.2.3.3条条文说明)。

5．对于高层结构，计算位移比需要考虑偶然偏心，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心。

6．由偶然偏心值计算公式 =±0.05 可知，当较大时，偶然偏心对地震作用计算影响较大。此时，应采取相应的结构措施。
7．考虑偶然偏心和双向地震均会引起地震作用效应(弯矩、剪力、轴力和变形)的不同程度的放大，计算时应予以足够重视。