1、抗規及高規下，樓層位移比這樣算 1 . 規范對結構樓層位移比計算的相關要求 抗規及高規對樓層位移比的計算均有相關具體的要求，總體來看，兩本規范的表述基本全都，某些細節方面高規的要求高于抗規。兩本規范各自要求及對照如下： 1.1 抗規對結構樓層位移比的要求 抗規2022版3.4.3條對于扭轉不規章的定義為：在具有偶爾偏心規定水平力作用下，樓層兩端抗側力構件彈性水平位移（或者層間位移）的最大值與平均值的比值大于1.2。同時抗規3.4.4條對于平面不規章建造，位移比計算及限值有以下幾點要求： 1. 扭轉不規章時，應計入扭轉影響，且在具有偶爾偏心的規定水平力作用下，樓層兩端抗側力構件彈性水平位移或層間

2、位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5，當最大層間位移遠小于規范限值時，可適當放寬。 2. 高低不規章或樓板局部不繼續時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型；高烈度或不規章程度較大時，宜計入樓板局部變形的影響。 3. 平面不對稱且高低不規章或局部不繼續，可按照實際狀況分塊計算扭轉位移比，對扭轉較大的部位應采用局部的內力增大系數。 這兩條條文說明中對位移比做了進一步的解釋。對于結構扭轉不規章，按剛性樓蓋計算，當最大層間位移與其平均值的比值為1.2時，相當于一端為1.0，另一端為1.5；當比值1.5時，相當于一端為1O，另一端為3。美國FEMA的NEHRP規定，限1.40。并對建造結構平

3、面扭轉不規章給出了圖1所示的示例。對位移比的計算給出了兩點留意事項： 1. 按國外的有關規定，樓蓋周邊兩端位移不超過平均位移2倍的狀況稱為剛性樓蓋，超過2倍則屬于柔性樓蓋。因此，這種“剛性樓蓋”，并不是剛度無限大。計算扭轉位移比時，樓蓋剛度可按實際狀況決定而不限于剛度無限大假定。 2. 扭轉位移比計算時，樓層的位移不采用各振型位移的CQC組合計算，按國外的規定明確改為取“給定水平力”計算，可避開有時CQC計算的最大位移消失在樓蓋邊緣的中部而不在角部，而且對無限剛樓蓋、分塊無限剛樓蓋和彈性樓蓋均可采用相同的計算方法處理；該水平力一般采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作使勁，并考慮偶爾偏心；結

4、構樓層位移和層間位移控制值驗算時，仍采用CQC的效應組合。 建造結構平面的扭轉不規章示例 1.2 高規對結構樓層位移比的要求 高規3.4.5條要求，對結構平面布置應削減扭轉的影響。在考慮偶爾偏心影響的規定水平地震力作用下，樓層豎向構件最大的水平位移和層間位移，A級高度高層建造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；B級高度高層建造、超過A級高度的混合結構及本規程第10章所指的復雜高層建造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1.4倍。結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建造不應大于0.9，B級高度高層建造、超過A級

5、高度的混合結構及本規程第10章所指的復雜高層建造不應大于0.85。當樓層的最大層間位移角不大于本規程第3.7.3條規定的限值的40%時，該樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當放松，但不應大于1.6。 條文說明對于樓層位移比的計算做了進一步的補充，要求扭轉位移比計算時，樓層的位移可取“規定水平地震力”計算，由此得到的位移比與樓層扭轉效應之間存在明確的相關性。“規定水平地震力”一般可采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作使勁，并考慮偶爾偏心。水平作使勁的換算原則：每一樓面處的水平作使勁取該樓面上、下兩個樓層的地震剪力差的肯定值；連體下一層各塔樓的水平作使勁，可由總水平作

6、使勁按該層各塔樓的地震剪力大小舉行分配計算。結構樓層位移和層間位移控制值驗算時，仍采用CQC的效應組合。 當計算的樓層最大層間位移角不大于本樓層層間位移角限值的40%時，該樓層的扭轉位移比的上限可適當放松，但不應大于1.6。扭轉位移比為1.6時，該樓層的扭改變形已很大，相當于一端位移為1，另一端位移為4。 1.3 兩本規范對樓層位移比要求的異同 總體來看，兩本規范對樓層位移比的要求基本全都，對某些結構，高規要求的更為嚴格一些，對B級高度的建造，高規要求位移比不應超過1.4，抗規要求不超過1.5。對于結構層間位移遠小于規范限值時，抗規與高規均提到可適當放松，高規中給出了詳細數值，放松最大限值到1

7、.6，抗規未給出詳細的數值。 兩本規范都明確要求，位移比計算時，應在具有偶爾偏心規定水平力作用下，樓層兩端抗側力構件彈性水平位移（或者層間位移）的最大值與平均值的比值。 2 .對規范位移比的幾點爭論及存在的問題 2.1 什么叫抗側力構件 規范要求位移比計算時最大最小位移點需要取抗側力構件的節點位移，但實際工程中什么叫抗側力構件，有時候似乎較難區別，一般認為墻、柱等豎向構件屬于抗側力構件，這種比較清晰，但是對于存在斜桿的工程，斜桿是否是抗側力構件？不同角度的斜桿是否抗側力程度也不一樣？多大的角度算作抗側力構件？規范中未明確要求，顯得比較迷糊，實際設計中執行起來也難度較大。因此，要決定一個結構尤其

8、帶支撐構件的位移比計算時，對于抗側力構件的最大位移及最小位移點的選取是需要細致考察的。一般建議斜桿構件的最大最小位移點是否參加到位移比的統計中由設計師人為指定。 2.2 什么叫樓層端部 扭轉位移比的核心在于樓面扭轉的度量，即扭轉角度的界定。規范要求樓層位移比計算的位移點選取樓層端部抗側力構件的節點位移。對于規范示例圖1中的結構平面兩端節點是比較好決定的。但在實際工程中兩端節點最大最小位移難以決定，如圖2（畫的有點不成形，但工程中樓蓋狀況繁多）狀況如何定義端部節點呢？ 多邊形樓面 結合某實際工程，圖3所示為其首層圓形平面，基本沒法決定什么是兩端節點，只能沿著周邊取全部抗側力構件的最大及最小位移點

9、才干計算位移比。另外倘若根據規范所述，分塊計算樓板的位移比，這就更難以決定所謂的端部節點的最大最小位移了。因此，規范中對于兩端節點的要求對大部分平面為多邊形的結構很難按圖1的暗示圖方式決定。 規范組某專家建議在詳細操作時，可以取與地震作用方向正交、且水平尺寸最長軸線兩端點抗側力構件位移舉行核算。從實際設計角度講，找一條最長的線是可以的，但是也可能會存在這條線與樓面的交點上根本就沒有抗側力構件。因此，從位移比計算可操作角度講，最大最小位移的節點選取既要滿意屬于抗側力構件的節點，同時又要屬于最長軸線兩端節點的基本無法實現。 2.3 剛性樓板假定 抗規中要求，對于結構扭轉不規章，按剛性樓蓋計算，當最

10、大層間位移與其平均值的比值為1.2時，相當于一端為1.0，另一端為1.5；當比值1.5時，相當于一端為1O，另一端為3。高規中要求扭轉位移比為1.6時，該樓層的扭改變形已很大，相當于一端位移為1，另一端位移為4。規范這兩條都明確要求位移比是在剛性樓蓋假定下計算才干得到上述的結果。但是抗規補充條文中又補充了計算扭轉位移比時，樓蓋剛度可按實際狀況決定而不限于剛度無限大假定。并且規范要求平面不對稱且高低不規章或局部不繼續，可按照實際狀況分塊計算扭轉位移比。 規范并未明確要求位移比計算時一定在剛性樓板下考察，但一般設計中設計師都會抉擇剛性樓板假定下考察位移比。倘若不考慮剛性樓板假定，如圖4的平面（紅色

11、線條標識出了對應的開洞位置）該如何決定樓層位移比？或該樓層是否不存在位移比概念？徹低根據規范也可分塊計算位移比，但如何選取分塊樓板的端部最大最小位移點呢？另外樓蓋應當怎么去分塊？即使計算出每一分塊樓板的位移比對設計來講未必有實質性的指導意義。 2.4 考慮實際剛度的彈性板 倘若根據規范考慮實際剛度的彈性樓板計算位移比，如圖4平面布置，確實可以得到在考慮偶爾偏心規定水平力下比較真切的樓層變形，進而求得彈性樓板的位移比，但存在以下幾點問題： 第一，該樓層在某個方向規定水平力下因為開洞弱銜接造成節點的位移有正有負，倘若根據整體這一層考察位移比，最大位移與最小位移可能反號，會造成位移比超過理論值2的限

12、值，絕對不合理。 其次，倘若按圖4中樓層平面分塊考察位移比，就存在所謂端部節點位移怎么選取的問題，有些內部節點會變為部分樓板的端部節點；同時也可能存在位移比大于2的狀況。 第三，實際工程設計中，樓蓋開洞面積大小不一，且可能有多個不繼續洞口，造成難以決定樓蓋分塊的詳細數量。倘若根據分塊彈性板考慮，不同的樓板分塊方式，造成分塊計算樓板位移比的抗側力構件最大最小位移點選取不同，會導致不同的位移比結果，這造成無法對樓蓋平面不規章做出合理推斷。因此，從數值上分析位移比的計算，按彈性板考慮或者分塊彈性板考慮，都可以得到樓板位移比的詳細數值，但該結果未必能合理用于推斷結構樓層平面的不規章性。 2.5 對地震

13、作用最不利方向角的位移比考慮與否的問題 抗震規范5.1.1條要求對有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15度，應分離計算各抗側力構件方向的水平地震作用。對一個結構而言，X，Y軸是人為定義的，可能存在沿著某個角度結構基底剪力最大，該角度定義為地震作用最不利方向角，需計算該方向角作用下的結構的內力與配筋，并要控制該方向的變形滿意規范要求。但規范中對該方向的位移比是否需要計算并滿意規范要求沒有明確說明。個人認為，結構沿著不同方向計算，有不同的內力與位移，地震作用最不利方向角下的位移比也有須要舉行計算，同時也應當控制滿意規范要求。 3 .目前SATWE軟件對于位移比計算的原則 3.1 對規范抗側力構

14、件的處理原則 軟件對于樓層位移比計算時，要選取抗側力構件的節點位移，程序自動識別墻、柱的節點位移，并將其作為抗側力構件的節點位移舉行選取。但是對于結構中有支撐構件的狀況，因為程序無法識別是否是抗側力構件，因此，斜撐是否是抗側力構件，位移比計算時是否要考慮斜桿構件的節點位移，需要由設計師指定。圖5所示為是否統計斜柱構件參加位移比計算的菜單。該參數默認不勾選，即對于有斜桿構件的樓層位移比統計時默認不統計支撐構件的位移。倘若抉擇統計，程序默認對20度以內的斜桿根據柱設計，在位移比計算時統計其位移；倘若想考慮其他角度的斜撐構件也參加位移比的統計，需按圖6所示的菜單，指定支撐臨界角角度，在該角度范圍以內

15、的斜撐構件的位移在統計樓層位移比時都會考慮。 圖6 支撐臨界角角度指定 3.2 對規范端部節點的處理原則 規范要求樓層位移比計算時取端部節點，對規章矩形結構端部節點的選取很清晰，但對于平面布置比較復雜的狀況，如平面為隨意多邊形的狀況，無法決定哪些是端部兩端節點。在剛性樓板假定下計算位移比的時候，最大最小位移節點可能消失在結構的全部邊緣部位，因此，軟件在剛性板假定下位移比計算時取全部抗側力構件邊緣節點的位移，找出其中的節點最大位移與最小位移，再得到樓層位移比。 3.3 對規范平均位移的計算 規范要求的平均位移取值是取最大位移與最小位移之和除以2，并不是全部端部節點的位移取平均，軟件在計算時根據周

16、邊節點最大位移點與最小位移點計算平均位移。 3.4 對偶爾偏心的考慮 規范要求在舉行位移比計算時考慮偶爾偏心，因此，計算位移比指標時需要抉擇“考慮偶爾偏心”，如圖7所示。軟件已默認勾選該參數，不需要設計師手動抉擇，對偶爾偏心的取值軟件默認值同規范。 3.5 對規定水平力的考慮 規范要求“規定水平地震力”一般可采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作使勁，并考慮偶爾偏心。水平作使勁的換算原則：每一樓面處的水平作使勁取該樓面上、下兩個樓層的地震剪力差的肯定值。SATWE軟件對于“規定水平力”確實定方式默認根據規范的方式處理，即根據“樓層剪力差”計算得到，如圖8所示。 3.6 剛性樓板假定 為了對基本滿意規范要求的剛性板舉