何时考虑双向地震与偶然偏心(非常实用)

什么情况下考虑：偶然偏心和双向地震力
一、偶然偏心的含义指的是：由于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征的变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。

偶然因素主要是指由于施工、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。

（1）《高规》3.3.3条要求：计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。

《抗规》5.2.3条要求规则结构不进行扭转耦联时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。

程序按《高规》执行，主要是因为程序自行确定边榀框架柱困难。

（2）《高规》4.3.5条在判别结构平面的规则性时，要求考虑偶然偏心影响，并对楼层采用强制“刚性假定”。

而《高规》4.6.3条规定在计算层间最大位移与层高之比时要求不考虑“偶然偏心”，这与《抗规》5.5.1条要求是一致的。

从上面说明可以看出，它是一个多选开关。

（3）《高规》3.3.3条条文说明“当计算双向地震作用时，可不考虑质量偶然偏心的影响”
二、1. 《抗规》5.1.1-3条、《高规》3.3.2-2条都规定“质量和刚度分布都明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响”，也就是说计算双向水平地震应同时考虑扭转耦联。

2. 一般而言，楼层最大位移与平均位移比值，A级高度高层建筑大于1.4，B级高度高层建筑大于1.3时，可认为质量和刚度分布明显不对称、不均匀，需考虑双向水平地震。

3. 《抗规》5.2.3条条文说明中“如果考虑扭转影响的地震作用效应小于考虑偶然偏心引起的地震效应时，应取后者安全，但二者不叠加计算”，程序可以按此要求同时选取偶然偏心和双向地震作用同时计算。

浅谈关于偶然偏心和双向地震选取的几种说法《高规》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。

那么，如何确定刚度明显不对称、不均匀？说法一：在非偶然偏心作用下，结构位移比＞1.2，或在偶然偏心作用下，**高度建筑结构位移比＞1.4，B级高度建筑结构位移比＞1.3，需要考虑双向地震作用。

来源：2005年7月18～20日在京举办了首次“PKPM结构设计软件在应用中的问题解析”讲座。

说法二：验算结构位移比时,总是要考虑偶然偏心；结构构件设计时，分下列两种情况处理:1) 如果位移比超过1.2，则考虑双向地震，不考虑偶然偏心；2)如果位移比小于1.2，则不考虑双向地震，考虑偶然偏心。

来源：《PKPM 新规范计算软件TAT、SATWE、PMSAP应用指南》-黄吉锋。

说法三：一般而言，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**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。

来源：《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)若干问题解说》--黄小坤。

说法一和说法三比较接近，而说法二和其他两种差别较大，要严格的多，哪一种说法是正确的？朱炳寅老师答：通过楼层位移比来判别结构的对称性和均匀性，是较为合理的量化手段，具体量值应根据工程经验结合工程的具体情况确定，即：工程重要或复杂时，可适当从严，反之可适当放松。

我认为说法二比较合理，在结构扭转影响比较大时，应考虑双向地震，反之应考虑偶然偏心。

综上，个人的处理方法：对于高层：考虑经济性情况下：点【考虑偶然偏心】进行一次计算；若位移比>1.2（1.4），按【考虑双向地震作用】再进行二次计算；若位移比<1.2（1.4），取【考虑偶然偏心】的一次计算结果。

考虑安全性的情况下：同时点选【考虑偶然偏心】和【考虑双向地震作用】进行计算，PKPM在计算内力时会自动选择二者之间较大值进行设计。

第一个:双向地震作用。

我做的很多住宅项目都是私活这些给做私活老板的心态就是设计费要省结构设计也得省。

而双向地震作用就是这么一个小选项，点起来就有可能增加比较可观的配筋增量。

这个可是比扣通长钢筋之类的要可观多了。

可是什么时候点双向地震?江湖做法基本是无论什么情况都点双向地震。

毕竟配筋量增多了任何一个审图都不会因为你点了双向地震而不通过。

可是为了满足甲方限钢量要求，你得节省的情况下。

想不点这个选项就有点纠结了。

首先看规范怎么说的。

《抗规》5.1.1.3 。

质量刚度分布明显不对称要考虑双向地震。

《高规》4.3.2 。

就是质量刚度分布明显不对称要考虑双向地震。

一看这两个条文就傻眼了什是质量刚度分布明显不对称。

没有明确的定量设计要求。

于是就有了五花八门的答案:最保守的认为只要你不是柱网工工整整的就是质量刚度分布明显不对称。

也就是说基本你什么情况下都得点双向地震.典型代表为西部欠发达地区小县城地区的审图中心。

中等保守的认为位移比大于 1.2的为扭转不规则参考依据是抗规的3.4.3-1 的平面不规则类型的那个表格。

典型代表二线城市审图中心这个也是比较主流的设计思路。

非常开放的认为位移比大于1.35 或者1.3才考虑双向地震才算是质量刚度分布明显不对称。

参考依据某些专家的论文。

典型代表北上广审图中心。

这个就要人命了到底如何选取呢？听谁的呢？一般情况下位移比小于1.2 不点双向地震是主流设计思路。

也是最容易被人接受的。

也是审图最容易接受的。

这个时候如果你做的外地项目如果你们院不是北京院、上海现代院广东省院这样的大院。

那么你想不点这个选项。

建议先把位移比调整到小于1.2.如果你位移比大于1.2 小于1.35 你还想不点双向地震。

建议先打电话和审图沟通。

如果是做青海宁夏等小县城的地区的项目那么你位移比无论多少，想不点双向地震都建议和审图沟通。

做北上广的项目那么就方向大胆地不点双向地震吧。

第二：偶然偏心偶然偏心考虑活荷载分布不均匀造成质心偏移。

浅谈偶然偏心和双向地震作用在结构设计中的应用摘要：在结构设计过程中，是否需要考虑偶然偏心和双向地震作用？何时考虑偶然偏心和双向地震作用？一直困扰着一些刚刚走上工作岗位的设计新人。

本文从规范条文出发浅谈偶然偏心和双向地震作用在结构设计中的应用。

关键词：偶然偏心；双向地震；结构设计；软件应用一、概述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。

偶然偏心可分为两类：一是质量偏心。

实际工程都有设计及施工误差，使用时荷载尤其是活荷载的布置与结构设计时的设想也有偏差，因此，实际质心与理论计算的质心有差异。

二是地震地面运动的扭转分量等因素引起的偶然偏心。

对于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。

二、规范相关条文1、《建筑抗震设计规范》（GB 20011-2010）（以下简称抗规）第3.4.3条条文说明：扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算，按给定水平力计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘中部而不是角部。

该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心。

偶然偏心大小的取值，除采用该方向最大尺寸的5%外，也可考虑具体的平面形状和抗侧力构件的布置调整。

第5.1.1条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。

2、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）（以下简称高规）第4.3.3条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ei——第i层质心偏移值（m），各楼层质心偏移方向相同Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度（m）第3.4.5条结构平面布置应减少扭转的影响。

偶然偏心与双向地震作用1、定义：偶然偏心：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。

（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％。

）双向地震作用：两个正交方向的地震作用在每个构件的同一局部坐标方向的地震作用效应。

2、规范规定：《抗规》（GB50011-2010）5.1.1第3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；其它情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

”《高规》（JGJ 3-2010）4.3.2第2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；其它情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。

”《高规》（JGJ 3-2010）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。

”3、平面扭转不规则程度如何判定：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。

高层建筑考虑双向水平地震作用和偶然偏心适用条件一、规范条文抗规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。

抗规5.2.3条规定：规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。

一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。

5.2.3条文说明中提到：对于平面规则的建筑结构，国外的多数抗震设计规范也考虑由于施工、使用等原因所产生的偶然偏心引起的地震扭转效应及地震地面运动扭转分量的影响。

本次修订要求，规则结构不考虑扭转耦联计算时，应采用增大边榀结构地震内力的简化处理方法。

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。

高规JGJ3-2002第 4.6.3按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比△u/h 之注：楼层层间最大位移△u以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。

抗震设计时，本条规定的楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。

高规JGJ3-2002第4.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，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；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂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1.4倍。

结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

考虑偶然偏心，双向地震的作用1.规范及规范条文说明（1）抗震规范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。

【5.1.1条】（2）高规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：ei=±0.05Li （3.3.3）式中ei——第i层质心偏移值（m），各楼层质心偏移方向相同；Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度（m）。

4.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，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；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2借，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

结构扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

（3）高规条文说明3.3.3 国外多数抗震设计规范规定需考虑由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的偶然偏心的不利影响。

即使对于平面规则（包括对称）的建筑结构也规定了偶然偏心；对于平面布置不规则的结构，除其自身已有的偏心外，还要加上偶然偏心。

现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011中，对平面规则的结构，采用增大边榀结构地震内力的简化方法考虑偶然偏心的影响。

对于高层建筑而言，增大边榀结构内力的简化方法不尽合宜。

因此，本条规定直接取各层质量偶然偏心为0.05Li（Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度）来计算单向水平地震作用。

实际计算时，可将每层质心沿主轴的同一方向（正向或负向）偏移。

采用底部剪力法计算地震作用时，也应考虑质量偶然偏心的不利影响。

何时考虑双向地震与偶然偏心在抗震设计时，建筑结构的地震作用计算，在何种情况下应考虑偶然偏心的影响？在何种情况下应计算双向水平地震作用下的扭转影响？这一看似简单的问题，却有许多初学者（包括一些从事结构设计多年的老同志）在具体设计时也有被搞得晕晕乎乎、茫然不知所措的情形；考虑到此问题比较重要，且在应用中又存在较多疑问，现根据姜学诗先生编著的《混凝土结构设计问答实录》（机械工业出版社 2009.3版）的问题18以及一些其他设计资料编录如下：1.《砼高规》第3.3.3条规定：无论高层建筑结构的平面是否规则，在计算单向水平地震作用时，均应考虑质量偶然偏心的影响；高层建筑结构在采用底部剪力法计算结构的地震作用时，也应该考虑质量偶然偏心的影响；2.对于《抗规》中的建筑结构，《抗规》没有明确规定在计算单向水平地震作用时是否应该然偏心的影响，但是《抗规》在第5.2.3条就规则结构如何估计在水平地震作用下的扭转影响时作出如下规定：规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。

一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。

注：关于结构的“扭转刚度较小”的一般定义：一般是指框架--核心筒结构或类似的结构，当第一振型以扭转为主的振型TΘ时，或TΘ不为第一振型，但满足TΘ>0.7Tx1或TΘ>0.7Ty1时、对于较高的高层建筑，当满足TΘ>0.7Tx2或TΘ>0.7Ty2时，均属于扭转刚度较小的结构，应当考虑地震作用的扭转效应。

但如果考虑扭转影响的地震作用效应（例如，将地震作用效应乘以增大系数1.3）小于考虑偶然偏心引起的地震作用效应时，应采用后者，以保证抗震设计的安全，但两者不应当叠加计算，通常取两者的最不利计算结果来进行结构设计。

由于SATWE软件在进行结构地震作用计算时，会自动按扭转耦联计算，故当采用SATWE软件进行结构分析计算时，对于平面规则的建筑结构，根据《抗规》第5.2.3条的规定，实际上可以不必将地震作用效应乘以增大系数来考虑扭转的影响。