【土木吧原创】为何偶然偏心和双向地震可不同时考虑？

1、考虑质量偶然偏心的依据和方法

国外多数抗震设计规范认为，需要考虑由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。现行国家标准《抗震规范》，对平面规则的结构，采用增大边榀结构地震作用效应的简化方法考虑偶然偏心的影响。

对于高层建筑而言，规定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每层投影长度的 5％作为该层质量偶然偏心来计算单向水平地震作用，是和国外有关标准的规定一致的。

实际计算时，可将每层质心沿参考坐标系的同一方向（正向或负向）偏移，分别计算地震作用和作用效应；也可近似按照原始质量分别情况计算地震作用，再按规定的质量偶然偏心位置分别施加计算的地震作用，分别计算结构的地震作用效应。

对于连体结构、多塔楼结构，相对分离的塔块可按 自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心值。

2、何时需要考虑计算双向地震作用

强震观测表明，几乎所有地震作用都是多向性的，尤其时沿水平方向和竖向的振动作用。《混凝土高规》规定了考虑计算双向地震作用的情况，即质量与刚度分布明显不均匀、不对称的结构。

“质量与刚度分布明显不均匀不对称”，主要看结构刚度和质量的分布情况以及结构扭转效应的大小，总体上是一种宏观判断，不同设计者的认识有一些差异是正常的，但不应该产生质的差别。一般而言，可根据楼层最大位移与平均位移之比值判断，若该值超过扭转位移比下限 1.2 较多（比如 A 级高度高层建筑大于 1.4、B 级高度或复杂高层建筑等大于 1.3），则可认为扭转明显，需考虑双向地震作用下的扭转效应计算，此时，判断楼层内扭转位移比值时，可不考虑质量偶然偏心的影响。

3、质量偶然偏心和双向地震作用是否同时考虑

质量偶然偏心和双向地震作用都时客观存在的事实，是两个完全不同的概念。在地震作用计算时，无论考虑单向地震作用还是双向地震作用，都有结构质量偶然偏心的问题；反之，不论是否考虑质量偶然偏心的影响，地震作用的多维性本来都应考虑。显然，同时考虑二者的影响计算地震作用原则上是合理的。但是，鉴于目前考虑二者影响的计算方法并不能完全反映实际地震作用情况，而是近似的计算方法，因此，二者何时分布考虑以及是否同时考虑，取决于现行规范的要求。

按照《混凝土高规》的规定，单向地震作用计算时，应考虑质量偶然偏心的影响；质量与刚度分布不均匀、不对称的结构，应考虑双向地震作用计算。因此，质量偶然偏心和双向地震作用的影响可不同时考虑。如此规定， 主要是考虑目前计算方法的近似性以及经济方面的因素。

至于考虑质量偶然偏心和考虑双向地震作用计算的地震作用效应谁更为不利，会随着具体工程的不同，或同一工程的不同部位（不同构件）而不同，不能一概而论。因此，考虑二者的不利情况进行结构设计，显然是不可取的。