偶然偏心和双向地震分析.doc

偶然偏心和双向地震选取 （偶然偏心） →规范：高规4.3.3条规定，计算单向地震作用时，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%。 →质量偶然偏心的含义：由偶然因素引起的结构质量分布的变化，将导致结 构固有振动特性的变化，因而结构地震作用也将发生变化。 →程序处理方式：程序按简化方式考虑“质量的偶然偏心”： 1）X向地震，所有楼层的质心沿Y轴向偏移±5%； 2）Y向地震，所有楼层的质心沿X轴向偏移±5% →对内力组合的影响：考虑了偶然偏心地震后，就在原有的未偏心的地震 基础上，新增加了四个地震工况+5%X、-5%X、+5%Y、-5%Y，在内力 组合时，当遇到地震参与组合时，将增加两个偶然偏心地震的组合，即 变成三个组合，地震组合数将增加到原来的三倍。 →质量偶然偏心是针对规则结构而设置的，规则结构计算的扭转效???较小 ，而实际结构在施工、使用时，不可能如计算时那样有规则的变形。所 以要考虑质量偶然偏心，以提高结构的安全度。 →程序没有执行抗震规范的“边榀放大效应”，所以多层结构也应通过“质量 偶然偏心”来实现边榀的内力放大。 →在结构设计时，一般（多高层）结构只要不考虑“双向地震组合”，均应 考虑质量偶然偏心，至少在验算位移比时，应考虑质量偶然偏心。 →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％。 （双向地震） →《高规》3.3.2-2?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； →《抗规》5.1.1-3 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； →判断不规则结构： 1）不考虑水平地震作用偶然偏心影响的多层建筑结构，以及考虑水平地震作用偶然偏心影响高层建筑结构，当扭转位移比大于1.2时，可判定为平面扭转不规则的结构。2） 多层建筑结构，不考虑水平地震作用的偶然偏心影响时扭转位移比大于1.3不大于1.5时，可判定为特别不规则的结构。平面特别不规则的多层建筑结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。多层建筑结构，不考虑水平地震作用偶然偏心影响时的扭转位移比大于1.5时，一般判定为严重不规则的结构。3）A级高度的高层建筑结构，考虑水平地震作用偶然偏心影响时，扭转位移比大于1.4不大于1.5，B级高度的高层建筑结构、混合结构的高层建筑结构和《高层建筑规程》第10章所指的复杂高层建筑结构，考虑水平地震作用偶然偏心影响时，扭转位移比大于1.3不大于1.4时，可判定这些高层建筑结构为特别不规则的结构。特别不规则的高层建筑结构，必须同时计算偶然偏心和双向地震作用下的扭转影响。因为，对比计算分析表明，两者的地震作用效应谁更为不利，会随具体工程不同而不同，同一工程的不同部位或不同的构件，一般也不会完全相同。安全可靠的办法是取二者的不利结果来进行结构构件的设计。 →注意：规范规定只有质量和刚度明显不对称、不均匀的结构，才考虑双向地震作用。目前，工程界普遍做法为：在刚性楼板假定下，结构位移比1.2，需要考虑双向地震作用。 →结语与讨论： 通过以上分析，对于偶然偏心和双向地震的影响，建议设计人员在通过电算软件PKPM-SATWE进行结构地震作用分析时，按下述原则处理： 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