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]隨著pkpm電算在建筑結構設計領域的廣泛應用，關于電算中的參數選擇與規范的結合問題也越來越多。很多設計院根據大量工程和自己設計院的經驗提出許多方法和建議。本文通過規范上條文說明的分析和比較針對電算中偶然偏心和雙地震的兩個選項做一下討論，希望能對同行的結構設計取得更好的經濟效果。
[關鍵詞]高規，偶然偏心，雙向地震，扭轉效應。
偶然偏心和雙向地震是高規[2]和抗震規范[1]規定的兩種計算結構地震作用效應方法。在電算軟件PKPM-SATWE地震計算總信息里，這兩種方法有單獨選項供設計人員選擇。地震作用效應計算是結構計算的一個非常重要的內容，這兩種計算方法由于計算原理不同，可能會對地震作用效應計算結果產生較大差異，從而不恰當的方法選擇可能對結構產生安全隱患。因此，我想結合軟件園項目就這兩種效應對結構的影響做一些初步的探討，供設計參考。
二、規范條文的理解
高規JGJ3-2010第3.3.2條(強制性條文)規定，質量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構，應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響；其他情況，應計算單向水平地震作用下的扭轉影響。
高規JGJ3-2010第3.3.3條規定，計算單向地震作用應考慮偶然偏心的影響。每層質心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：±0.05
高規JGJ3-2010第4.8.5條規定，結構平面布置應減少扭轉的影響。在考慮偶然偏心的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；
抗震規范GB50011-2010第5.1.1條(強制性條文)規定，質量于剛度分布明顯不對稱的結構，應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響；其他情況，應允許采用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響。
綜合以上高規和抗震規范的條文引用，我們可以看出：
1．兩本規范均規定計算結構地震作用效應時均應計入扭轉影響。
2．兩本規范均規定對于不規則結構(如何準確判定不規則結構，見抗震規范GB50011-2010第3.4.2條規定)應計入雙向地震作用扭轉效應。該效應的計算公式見GB50011-2010第5.2.3.2條規定，采用的是完全二次平方根法(CQC)加以組合得到的。
3．對于規則結構的扭轉效應，GB50011-20102.3.1條規定允許不進行扭轉耦連計算，但應對平行于地震作用方向的邊榀進行地震作用效應放大。JGJ3-2002則規定應考慮單向地震偶然偏心作用，偶然偏心值見該規范第3.3.3條規定?？梢?，高規的規定更加嚴格。
三、電算軟件的處理原理
目前，很多設計院用的地震作用效應分析電算軟件為中國建筑科學研究院所編的PKPM-SATWE(2010.04版)。偶然偏心和雙向地震在該軟件的總信息里表現為兩個選項(非異或)，供設計人員選擇。
3.1偶然偏心
精確計算偶然偏心作用是通過對不同的質心偏心方式計算結構的固有振動特性，求解相應廣義特征值的問題。根據結構動力學理論，廣義特征方程為：-[m]+[K]=0。其中，[m]和[K]分別為考慮偶然偏心的質量分布矩陣和剛度矩陣。軟件編制者認為這樣計算效率較低(占用內存和硬盤較多)，于是采用了如下簡化方法：先按照無偏心的初始質量分布計算結構的振動特性和地震作用，然后按照規范規定的四種偏心方式計算各質點的附加扭矩，再將四種偏心方式計算各質點的附加扭矩與無偏心的地震作用疊加，從而形成相應于四種偏心方式的地震作用。
考慮偶然偏心地震后，共有三組地震作用效應：無偏心地震作用效應(EX、EY)，左偏心地震作用效應(EXM、EYM)，右偏心地震作用效應(EXP、EYP)。對于任一EX參與的組合，分別以EXM和EXP替代；對于任一EY參與的組合，分別以EYM和EYP替代。這樣，程序計算地震組合數將比不考慮偶然偏心情況下增加三倍。
3.2雙向地震的逆轉效應
雙向地震的扭轉效應計算公式見GB50011-2010第5.2.3.2條規定，采用的是完全二次平方根法(CQC)加以組合得到的，即：
=,=。其中，和分別為無偏心地震作用下的X方向和Y方向的地震作用效應。
可見，在考慮程序雙向地震的扭轉效應時，程序計算地震組合數并沒有增加。
另外，程序允許設計人員同時勾選雙向地震和偶然偏心選項。此時，程序內定為雙向地震和偶然偏心兩種情況取大值，而不是真正意義上的同時考慮雙向地震和偶然偏心的作用。
五、結語與討論
通過以上分析，對于偶然偏心和雙向地震的影響，建議設計人員在通過電算軟件PKPM-SATWE進行結構地震作用分析時，按下述原則處理：
1．不規則結構應考慮雙向地震的影響,實際上大多數結構屬于此類。
2．對于多層規則結構，可以不考慮偶然偏心，但應對邊榀進行地震作用放大處理。對于高度或層數接近高層結構的多層規則結構，可以參考高規JGJ3-2010
3．偶然偏心與雙向地震不同時考慮(高規JGJ3-2010第3.3.3條條文說明)。
4．對于高層結構，當結構在不考慮偶然偏心的情況下，地震彈性位移比大于1.2時，結構設計應選擇考慮雙向地震作用，否則，應考慮偶然偏心作用。需要注意的是，當在某些特殊情況下，考慮雙向地震影響的地震作用效應小于考慮偶然偏心影響的地震作用效應時，應取后者以策安全，但二者不疊加計算(GB50011-2010第5.2.3.3條條文說明)。
5．對于高層結構，計算位移比需要考慮偶然偏心，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心。
6．由偶然偏心值計算公式=±0.05可知，當較大時，偶然偏心對地震作用計算影響較大。此時，應采取相應的結構措施。
7．考慮偶然偏心和雙向地震均會引起地震作用效應(彎矩、剪力、軸力和變形)的不同程度的放大，計算時應予以足夠重視。
