结构设计中为什么要考虑偶然偏心?实际工作中如何考虑?

解答

土木吧

【答】偶然偏心主要用于结构的扭转不规则判别计算及结构和构件的内力计算。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，使用时荷载尤其是活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中心有差异。二是，地震地面运动的扭转分量等因素引起的偶然偏心。计算单向地震作用时，用质心的偏移值来综合考虑上述两项偏心的影响，将各振型地震作用沿垂直于地震作用方向，从质心位置偏移士ei来考虑质量偶然偏心的影响，ei=5%Li，Li为第i层垂直于地震作用方向建筑物的总投影长度(m)，见图2.4.1-1。

分析

土木吧

1.对复杂形状的平面，偶然偏心的数值仍可按规范的规定原则计算，资料提出对其他形式平面，可取ei=0.1732ri，ri为第i层楼层平面平行地震作用方向的回转半径。其实复杂形状的ri与其投影方向的关系不固定，也很难找出统一的规律，相应的计算数值也不见得合理。考虑偶然偏心计算的近似性，可直接按规范的原则，取对应于垂直地震作用方向的建筑物总长度[此处的建筑物总长度，是建筑物在垂直于地震作用方向的总投影长度，见图2.4.1-1(b)。

2.对多层建筑，也应考虑偶然偏心。

3.偶然偏心的量值直接与垂直于单向地震作用方向的建筑物总长度挂钩，当建筑物为长宽比较大的长矩形平面时，偶然偏心的计算量值偏大，欠合理。《抗震规范》第3.4.3条指出:“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”，这里的“调整”应根据工程经验结合工程的具体情况确定。实际工程中，当长矩形平面长向计算的偶然偏心数值较大且明显不合理时，也可通过双向地震作用计算比较确定，即调整偶然偏心的数值，使考虑偶然偏心影响的结构扭转位移比数值与考虑双向地震作用的计算结果相近，并将对应的偶然偏心数值确定为该工程长向最后的偶然偏心值。

4.偶然偏心是一种近似计算，属于估算的范畴。结构设计中，还是应从结构平面布局人手，尽量减少采用长宽比较大的长矩形平面，多采用圆形及正多边形平面，并采取措施加大结构的抗扭刚度(如适当增加外围剪力墙的数量、在结构层间位移有富裕时也可适当减小中部剪力墙的抗侧刚度、加大结构的边榀刚度等)，以减小偶然偏心的扭转影响。