SATWE何时考虑 偶然偏心、何时考虑双向水平地震【欢迎讨论】

根据中国建筑科学研究院抗震所王亚勇所长关于抗震规范GB50011-2001第3.4.1条规定的解释：
(1)规则结构（楼层的最大位移与该楼层两端位移平均值的比值小于1.2）无论是否计算扭转均应计入偶然偏心影响（边榀地震作用放大）。
(2)楼层（刚性楼板假定）的最大位移与该楼层两端位移平均值的比值为1.2~1.3时应计入单向水平地震作用下的扭转影响。
(3)楼层（刚性楼板假定）的最大位移与该楼层两端位移平均值的比值为1.3~1.5时应计入双向水平地震作用下的扭转影响。



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》中，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。


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》第3.3.2条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。

抗震变形验算中，任一层位移、层间位移、层位移差有何联系和区别？为何第4.6.3条“楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响”？


   任一楼层的位移（含顶点位移）是相对结构固定端（基底）的相对侧向位移；层间位移是上、下层侧向位移之差；层间位移角是层间位移与层高之比值。在原规程JGJ3-91中，对结构侧向位移有顶点位移和层间位移角双重要求。实践表明，如果层间位移角得到有效控制，结构的侧移安全性和适应性均可得到满足。因此，本次修订仅保留了层间位移角的限制条件，与国外有关规范的要求相一致；同时，对150m以上的高层建筑提出了舒适度要求，即增加了结构顶点风振加速度的限制条件。楼层位移、层间位移角的要求是从宏观上保证结构具有必要的侧向刚度，结构构件基本处于弹性工作状态，非结构构件不破坏。
   目前，层间位移没有考虑由于结构整体转动而产生的所谓无害位移的影响。但实际上，对高度较高的房屋建筑，结构整体弯曲引起的侧移影响是不可忽视的，在《混凝土高规》第4.6.3条第2、3款已有反映，即以放宽层间位移角限值的方式加以考虑。
   在《混凝土高规》第4.3.5条中，规定了同一楼层最大水平位移（层间位移）与平均水平位移（层间位移）的比值限值，以限制结构的扭转效应不致过大。
   《混凝土高规》第4.6.3条楼层位移角控制条件，采用了层间最大位移计算，考虑了扭转的影响。抗震设计中，核算楼层层间位移角限制条件时，可不考虑质量偶然偏心的影响，主要考虑到，新规范采用楼层最大层间位移控制层间位移角已经比原规程JGJ3-91严格，而侧向位移的控制是相对宏观的要求，同时也考虑到与《抗震规范》等国家标准保持一致。