偶然偏心和双向地震作用

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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，如果比较规则，那么可通过《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

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层而言，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：

A)、X向地震，所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5％，该工况记作EXP；

B)、X向地震，所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5％，该工况记作EXM；

C)、Y向地震，所有楼层的质心沿X轴正向偏移5％，该工况记作EYP；

D)、Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负向偏移5％，该工况记作EYM；

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要实现偶然偏心，首要任务是确定各个偏心方式下的结构振动特性。最准确的办法是当然是针对不同的偏心方式重新计算结构固有振动特性，求解广义特征值问题，但是这样做效率较低。对于完全采用刚性楼板假定的结构倒没有问题，对于存在“独立弹性节点”的结构则要花费较多的时间。考虑到这一点，我们采用一种稍为简单的方式来确定振动特性：将未偏心的初始结构的各振型的地震力作用点，按照指定方式偏移5％后，重新作用于结构上，此时结构产生的位移，就是一个近似的偏心振型。知道了解偏心振型，偏心地震作用的计算就可以进行了。这个办法有一定的近似性，但提高了效率。通过试算，我们认为其结果还是比较合理的，可以在工程计算中采用。

考虑了偶然偏心地震后，就在原有的未偏心X,Y地震EX,EY的基础上，新增加了四个地震工况EXP,EXM,EYP和EYM,在合力组合时，任一个有EX参与的组合，将EX分别代以EXP和EXM，将增加成三个组合；任一个有EY参与的组合，将EY分别代以EXP和EXM，将增加成三个组合。简言之，地震组合数将增加到原来的三倍。

11 双向地震的扭转效应

《建筑抗震设计规范GB50011-2001》第5.1.1条规定，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。

现在我们考虑某个地震反应参数，该参数在X和Y地震作用下的反应分别错误！未找到引用源。,那么在考虑了双向地震扭转效应后，对应于双向地震工况错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。的地震反应错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。将如下计

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算：

错误！未找到引用源。, 错误！未找到引用源。

在构件设计阶段，做内力组合时，EX和EY对应的反应错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。将被错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。代替。

——摘自《SATWE用户手册及技术条件》中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部2002年版

3.3.3 计算单向地震作用时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：

式中 错误！未找到引用源。----第i层质心偏移值（m），各楼层质心偏心方向相同；

——摘自《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》12页第3.3.3条

5.1.1 各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：

3 质量和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。

——摘自《建筑抗震设计规范GB 50011-2001（2008年版）》第26页第5.1.1条3款

5.2.5 抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：

错误！未找到引用源。 (5.2.5)

式中 错误！未找到引用源。----第i层对应于水平地震作用

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