偶然偏心

时间:2024-07-24 04:56:03编辑:笔记君

质量偶然偏心和双向地震作用同时考虑?

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。
安装《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。

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PKPM何时考虑偶然偏心

勾选 偶然偏心 的几种说法

《高规》规定只有质量和刚度明显不对称、 不规则 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。

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。

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。

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。

对于多层:

不点【考虑偶然偏心】和【考虑双向地震作用】进行一次计算;

若位移比>1.2,按【考虑双向地震作用】再进行二次计算;

若位移比<1.2,取一次计算结果。

多层参考

《抗规》(2008版)3.4.3-1、《抗规》(2010版)3.4.4-1平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:

1)扭转不规则时,应计及扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;

《抗规》(2010版)3.4.3-1 平面不规则的主要类型:扭转不规则:在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。

2)《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。

高层参考

《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;

《高规》3.3.3 计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。

《高规条文》3.3.3 当计算双向地震作用时,可不考虑质量偶然偏心的影响。

《高规》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。

《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。


质量偶然偏心和双向地震作用?

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。
安装《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。

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如何判定扭转不规则以及不规则的程度?

在刚性楼板假定条件下,当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移值或者层间位移与该楼层两端弹性水平位移或者层间位移平均值的比值大于1.2时,判断为扭转不规则,当比值接近1.5时,判断为特别不规则;当比值大于1.5时,一般判为严重不规则。此时,计算的弹性水平位移(或层间位移)为代表值,当位移值小于规范限值的50%时,判断严重扭转不规则的比值可适当放松。一般情况下,计算高层建筑结构的弹性水平位移(或层间位移)时,需要考虑偶然偏心的影响;偏心大小的取值,可根据具体情况确定,不一定取该方向总长度的5%,还需注意,最大值和平均值的计算,均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算,不考虑楼板中悬挑的端部。有几种情况需要根据结构的特点区别对待,如:平面为长条形布置的建筑、钢筋混凝土多层框架结构和带有大底盘裙房的塔式高层建筑结构等,由于建筑平面端部的相对位移较大或按建筑长度的5%偏心距取值时,计算的扭转位移比经常不能满足上述要求,此时对位移比的限值要求可适当放松。但是当筒体结构的核心筒较小或开洞过大导致结构整体抗扭刚度偏低,使计算的扭转位移比不满足要求时,则应加强结构抗扭转刚度,而不能放松要求。


关于多层建筑是否考虑“偶然偏心”问题

1、验算结构位移比时,总是要考虑偶然偏心2、结构构件设计时1)如果位移比超过1.2,则考虑双向地震,与考虑偶然偏心同时考虑取大值2)如果位移比超过小于1.2,则不考虑双向地震,考虑偶然偏心当为多层(层数≤8层,高度≤30m),考虑扭转耦连与非扭转耦连均可当为一般高层,可选扭转耦连+偶然偏心当为不规则高层,考虑双向地震双向水平地震作用的要求是2000系列新规范新提出的要求。需要注意几点:(1)合理界定“明显不对称、不均匀”。这是一个模糊的提法,难于界定时按双向水平地震作用计算即可;(2)按双向地震作用计算时可不再考虑偶然偏心影响;(3)按双向地震作用计算时,柱均宜按双向偏压计算。对于只考虑单向水平地震作用的情况,需注意如下内容:(1)对不计算双向水平地震作用的高层建筑结构,均应计算单向水平地震作用下的扭转。注意此处提出的是计算单向水平地震作用下的扭转,不同于“新抗规”第5.1.1条“应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响”的规定。计算单向地震作用应考虑偶然偏心,根据3.3.3条取(Li为第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度);(2)认为考虑了平扭耦联计算之后即可不考虑偶然偏心的观点是错误的。考虑平扭耦联计算的同时仍必须考虑偶然偏心。但考虑偶然偏心时则不一定必须考虑平扭耦联(如对于很规则的高层建筑结构)。(以上是建研院对“考虑偶然偏心的解释)


多层建筑需要考虑偶然偏心吗

令大家切记:质量偶然偏心是针对规则结构而设置的,对于不规则的建筑要考虑双向地震作用,这个是强条,不可疏忽。讲座内容摘录如下:**规范:高规3.3.3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”:**X向地震,所有楼层的质心沿Y轴向偏移±5%;**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应较小,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。2、一般结构“双向地震组合”与“质量偶然偏心”取其一。当结构在不考虑“偶然偏心”的情况下,位移比大于1.2时,结构设计应选择“双向地震组合”。3、偶然偏心:验算结构位移比时,总是考虑偶然偏心A)位移比超过1.2时,则考虑双向地震作用,不考虑偶然偏心。B)位移比不超过1.2时,则考虑偶然偏心,不考虑双向地震作用。4双向地震和偶然偏心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。《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。——摘自中国建筑科学研究院2004年4月1、一般情况下,先考虑偶然偏心计算;1)当为“质量和刚度明显不对称的结构”(可按:一般结构位移比不小于1.4、复杂结构不小于1.3把握)时,再拨开考虑双向地震开关;2)当不为上述1)情况时,直接采用偶然偏心的计算结果。2、对“质量和刚度明显不对称的结构”可按取偶然偏心和双向地震两次计算结构的较大值。


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。


要考虑偶然偏心的情况

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。
当计算双向地震作用时,可不考虑质量偶然偏心的影响。


































2.总结
(1)什么情况下需考虑双向地震
a.对高层建筑,质量和刚度明显不均匀时应考虑双向地震,可近似看其在不考虑质量偶然偏心的情况下的层间位移比,A级>1.4,B级>1.3,则需考虑双向地震。【依据黄小坤 高规解说 2.6】
对不考虑双向地震的情况,高规规定必须考虑质量偶然偏心的效应。
b.对多层建筑,依据抗规5.1.1条及其条文说明,具体内涵可参考a。
(2)什么情况下考虑偶然偏心
a.高层建筑一定要考虑偶然偏心;
b.多层建筑不考虑偶然偏心。
(3)考虑偶然偏心以及考虑双向地震对计算的影响
影响应分为两个方面:
a. 对整体位移指标的影响,包括层间位移角、位移比。
b. 对构件内力的影响,主要影响采用何种地震作用力,比如说单向地震力,双向地震力,偶然偏心地震力。

3.整体指标的依据
(1)对于层间位移角,在不考虑双向地震作用下,可直接采用单向地震作用下的层间位移角,反之应采用双向地震作用下的层间位移角。
(2)对于位移比,高层为采用考虑偶然偏心情况下的位移比【依据高规4.3.5】;多层可采用单向地震下的位移比。
4.地震作用计算
(1)多层规则结构,可仅计算单向地震作用,不规则结构应计算双向地震作用。规则不规则参见抗规5.1.1的条文说明,具体可参照黄小坤的高规解释。
(2)高层规则结构,可采用(单向地震作用,偶然偏心地震作用)的不利值【依据高规3.3.3】;;不规则结构的应采用(双向地震作用,偶然偏心地震作用)的不利值,实际计算时可直接采用双向地震作用值,如PKPM就是这么做的。【依据黄小坤 高规解说 2.8 】


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