偶然偏心和双向地震力

偶然偏心的考虑

式中 ----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。
扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断，例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。对于扭转效应明显或基
本周期小于 3.5s 的结构，剪力系数取 0.2
，保证足够的抗
震安全度。对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱层，尚应按本规范第 3.4.3 条的规定，再乘以 1.15 的系数。
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。
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
,那么在考虑了双向地震扭转效应后，对应于双向地
3
江苏省第二建筑设计研究院有限责任公司
目前，SATWE 软件还不具备将边榀框架乘以增大系数来考虑水平地震作用扭转影响的功能，所以，这种增大系数法在实际工程中应用起来也很不方便。
同高层建筑一样，多层建筑结构也同样存在由于施工、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。所以编者建议，对于多层建筑结构，当结构属于平面扭转不规则结构，且结构在不考虑偶然偏心影响的条件下，扭转位移比大于等于 1.2 时，也可考虑单向水平地震作用下偶然偏心的影响。

什么情况下考虑：偶然偏心和双向地震力

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

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。

偶然偏心和双向地震作用的选择

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

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。

高层建筑考虑双向水平地震作用和偶然偏心适用条件

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。

建筑结构设计中偶然偏心与双向地震的应用

１８８
张嫒媛，等：建筑结构设计中偶然偏心与双向地震的应用
２５０ｍｍ×４５０
ｍｍ。楼板为现浇钢筋混凝土楼板，厚１１０
ｍｍ。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本工程在平面内无凹凸不规则、无楼板局部不连续，在竖向没有出现收缩以及抗侧力构件不连续等现象。《抗规》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；而《抗规》第３．４．３条对结构的平面和竖向不规则进行了划分，其中扭转不规则是指在给定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移平均值的１．２倍。《抗规》指出，扭转位移比计算时，给定水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平力，并考虑偶然偏心。采用中国建筑科学研究院ＰＫＰＭ软件进行计算分析，选取偶然偏心，计算结果如下。（１）结构的振动周期，Ｘ，ｙ方向的平动系数、扭转系数。经计算，该结构前３阶振型的周期、转角及扭转系数如表１所示。（２）结构的扭转位移比。经计算，在ｘ＋偶然偏心地震作用规定水平力下ｘ方向楼层最
值。
关键词：抗震设计；偶然偏心；双向地震作用中图分类号：ＴＵ３１１．３０
文献标志码：Ａ
引
言
在结构设计中，地震作用效应计算是结构计算中一个非常重要的内容。偶然偏心和双向地震作用是地震作用效应计算中的两个至关重要的参数¨】。是否考虑偶然偏心和双向地震可能会对地震作用效应的计算结果产生较大的差异，如果选择不恰当可能对结构产生安全隐患或导致设计不经济，因此，本文对这两个参数如何选取进行归纳总结，提出合理的选用方法，为建筑结构的抗震设计提供参考。
１
偶然偏心
偶然偏心是指由偶然因素引起的结构质量分布的变化，这可能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会发生变化。考虑偶然偏心，实际就是考虑由偶然偏心引起可能出现的最不利的地震作用。偶然偏心主要用于结构和构件内力的计算。偶然偏心由两部分组成：一是质量偏心。实际工程都有设计及施工误差，使用时荷载尤其是动荷载的布置与结构设计时的设想也有偏差，因此，实际质量中心与理论计算的质量偏心有差异。二是地震地面运动的扭转分量等因素引起的偶然偏心。理论上讲，各个楼层的质心都可能在各自不同的方向出现偶然偏心，从最不利的角度出发，ＰＫＰＭ计算程序只考虑了以下４种偏心工况：（１）ｘ向地震，所有楼层的质心沿ｙ轴正向偏移５％，记作ＥｘＰ；（２）ｘ向地震，所有楼层的质心沿ｌ，轴负向偏移５％，记作ＥｘＭ；（３）ｙ向地震，所有楼层的质心沿ｘ轴正向偏移５％，记作ＥＹＰ；（４）ｙ向地震，所有楼层的质心沿ｘ轴负向偏移５％，记作ＥＹＭ。考虑偶然偏心后，地震作用增加以上４个工况，然后在进行内力组合，最后地震作用组合数增加到原来的３倍。考虑偶然偏心计算时，结构的竖向位移、风荷载作用下的水平位移及结构的剪重比几乎没有差异；但结构在地震作用下的内力和地震作用下的最大水平位移、层间位移、位移角等有较大区别。

何时考虑双向地震与偶然偏心(非常实用)

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。

偶然偏心和双向地震(个人理解)

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

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。

偶然偏心和双向地震分析

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。

→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。

关于偶然偏心与双向地震作用的选取

关于偶然偏心与双向地震作用的选取摘要：在建筑结构设计过程中，应根据工程实际情况合理选取偶然偏心、双向地震作用参数，这对建筑结构的整体分析有着重要的作用，也对工程的经济合理性有着不可忽视的影响。

关键词：偶然偏心;双向地震;抗震偶然偏心与双向地震作用是两个完全不同的概念，如何在设计中考虑二者的取舍问题，使工程达到安全与经济性结合，是一个合格的结构设计人员应该思考的问题，现结合我所遇到的工程疑问谈谈我对这个问题的分析和理解。

一、为何考虑偶然偏心现行国家标准《建筑抗震设计规范》里面，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。

而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。

一般来说，即使对于平面规则（包含对称）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。

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，这点和国外有关标准的规定一致。

实际计算时，可将每层质心沿参考坐标系的同一方向（正向或者负向）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布情况计算地震作用，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。

采用地震剪力法计算地震作用时，也应考虑偶然偏心的不利影响。

对于连体结构、多塔楼结构，相对分离的塔块可按其自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心。

二、为什么考虑双向地震作用在以往的地震观测和多次强震观测表明，几乎所有地震作用都是多向性的，尤其是沿水平方向和竖向的震动作用。

《高层建筑混凝土结构技术规程》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，总体来说是一种宏观判断，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。

偶然偏心、双向地震、扭转耦联~2021

偶然偏心、双向地震、扭转耦联1偶然偏心1.1形成原因（1）质量偏心在建造过程中，由于技术所限，施工的误差在所难免，相同尺寸的构件其质量几乎不会相同，布置于对称位置时，质心不会在二者连线的中点。

在实际使用时，活荷载出现的地点不固定（这里包含了人员的走动、家具的摆放位置的可变性以及装修材料分布不均匀），无法准确判定质心与刚心的相对位置关系。

所以偏心必然存在，这也是对于质心和刚心重合的对称结构，我们仍要考虑偶然偏心的理由。

（2）地震作用偏心地震作用时，地面运动的扭转分量会引起偏心。

不是所有的地震作用都会按照垂直于某一边的方向作用，而是存在一定的角度。

1.2用途偶然偏心主要用于结构的扭转不规则判断计算及结构、构件的内力（配筋）计算。

1.3用法（1）计算扭转位移比时，需要考虑具有偶然偏心的规定水平力作用。

（2）对于高层结构，《高规》4.3.3条明确规定需要考虑偶然偏心。

计算单向地震作用时，用质心的偏移值来综合考虑质量偏心和地震力偏心的影响。

将各振型地震作用沿垂直于地震作用方向，从质心位置偏移±e i来考虑偶然偏心的影响，e i=5%L i，L i为第i层垂直于地震作用方向建筑物的总投影长度。

（3）在条文说明里补充说明当采取底部剪力法计算时，应该考虑偶然偏心。

这一条对于使用软件计算时，基本不需要考虑，因为软件主要使用的是振型分解反应谱法。

（4）计算双向地震作用时不用考虑，但需要同考虑偶然偏心的单向地震作用计算结果取包络值。

（5）当楼层平面有局部突出时，可以按照公式计算出等效边长。

= + ℎ (1+3 )（6）偶然偏心直接与单向地震作用方向的建筑物总长度挂钩，当建筑物的长宽比≥3时，可看作长矩形平面，L i值偏大，偶然偏心计算结果不合理。

《抗规》3.4.3条指出：“除采用该方向最大尺寸的5%外，也可以考虑具体的平面形状和抗侧力构件的布置调整”，这里的调整，应根据双向地震的计算结果调整偶然偏心的系数，使两种计算假定下，结构扭转位移比数值接近。

关于偶然偏心与双向地震的选取

关于偶然偏心与双向地震的选取本人现在从事施工图审查工作，审查中经常发现一些执行规范不易把握的问题，其中一种属于规范规定不很明确，只有定性没有定量，让设计者在工程中没有统一的执行标准，例如，结构计算中双向地震的选取就是这样一个问题，有些设计者对此概念还有些模糊或分歧。

下面我就谈谈个人对这个问题的理解以及审查工作中的我们执行的把握尺度。

先说说偶然偏心，在《抗规》几乎没有露面，就是说多层结构计算中可以不考虑偶然偏心。

在《高规》中出现两次，一次是3.3.3条：规定计算单向地震时应考虑偶然偏心的影响，言外之意就是双向地震与偶然偏心可以不同时考虑。

另一次是4.3.5条，规定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，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。

这条规定意味着高层结构位移计算时，尤其判断位移比时要考虑偶然偏心的影响。

下面说说双向地震，《抗规》5.1.1-3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。

这条只是规定了一个原则，就是对平面明显不规则的结构要计入双向地震影响，但却没有提出一个量化的标准，大家知道，位移比是判断扭转状况的指标，那么到底位移比达到什么值，才应计算双向地震呢？由于规范没有量化，所以大家就各持己见。

第一种说法：不计偶偏下超过1.2应计入双向地震，包括一些著名的专业人员也持这个标准，但我认为有些偏严，这就意味着较多的结构都要计算双向地震；第二种观点是黄小坤在《高规》若干问题解释中说的：位移比超过1.4时应计入双向地震。

但按照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（原建质【2006】220号文，现已更新为建质【2010】109号文）规定，位移比超过1.4时应列入超限高层范围，所以这个尺度在实际工程也不适用。

第三种观点就是在偶偏下，若干层（如超过1/3总层数）位移比超过1.3时，应计入双向地震影响。

这是多数审查机构能接受并遵照的尺度，也是我们现在日常审查中把握的尺度，在此提出，供大家在设计中参考。

【结构设计】关于结构计算中双向地震与偶然偏心的归纳总结

【结构设计】关于结构计算中双向地震与偶然偏心的归纳总结关于结构计算中双向地震与偶然偏心的归纳总结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。

4、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。

5.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】。

扭转位移比、偶然偏心和双向地震

扭转位移比关于扭转位移比的问题，在看了规范和相关书籍以及网上的观点后，进行如下总结：一、规范规定1、2010《高规》规定《高规》3.4.5条规定：“结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的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、超过A级高度的混合结构及本规程第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。

”该条下面的小字：当楼层的最大层间位移角不大于本规程第3.7.3条规定的限值的40%时，该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松，但不应大于1.6。

2、2010《抗规》规定《抗规》3.4.3表3.4.3-1，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。

二、陈岱林《PKPM多高层结构计算软件应用指南》三、朱炳寅观点摘自《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010》、《建筑抗震设计规范应用与分析GB50011-2010》、《建筑结构设计问答及分析》（第二版）以及朱炳寅新浪博客：（以上摘自《建筑结构设计问答及分析》第二版）（以上摘自《建筑抗震设计规范应用与分析GB50011-2010》）(以上摘自《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010》)SATWE位移文本文件X向位移比（WDISP.OUT）SATWE位移文本文件Y向位移比（WDISP.OUT）四、杨星《PKPM结构软件从入门到精通》五、网友结构博客：解决位移比、层间位移角不够的终极方案PKPM进行整体计算时，经常出现位移不够的情况，比如位移比或者层间位移角不够。

以前都是拼命的增加结构刚度，调整结构布置来解决，比较费时费力。

这几天跟同事讨论，发现规范上竟然有条文规定，让位移能够比较容易的算过去。

偶然偏心和双向地震可不同时考虑的思考

偶然偏心和双向地震可不同时考虑的思考1、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》,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.2、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》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.3、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.按照《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.。

偶然偏心和双向地震

偶然偏心和双向地震一、考虑偶然偏心：[是]或[否]1、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》155页10条。

2、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％。

二、考虑双向地震作用：[是]或[否]1、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。

2、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年版三、偶然质量偏心《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》4.3.3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。