作者：劉孝國(guó)

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規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)樓層位移比計(jì)算的相關(guān)要求

抗規(guī)及高規(guī)對(duì)樓層位移比的計(jì)算均有相關(guān)詳細(xì)的要求，總體來(lái)看，兩本規(guī)范的表述基本一致，某些細(xì)節(jié)方面高規(guī)的要求高于抗規(guī)。兩本規(guī)范各自要求及對(duì)比如下：

1.1 抗規(guī)對(duì)結(jié)構(gòu)樓層位移比的要求

抗規(guī)2016版3.4.3條對(duì)于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的定義為：在具有偶然偏心規(guī)定水平力作用下，樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)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(shí)抗規(guī)3.4.4條對(duì)于平面不規(guī)則建筑，位移比計(jì)算及限值有以下幾點(diǎn)要求：

1. 扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響，且在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下，樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移或?qū)娱g位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5，當(dāng)最大層間位移遠(yuǎn)小于規(guī)范限值時(shí)，可適當(dāng)放寬。

2. 凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型；高烈度或不規(guī)則程度較大時(shí)，宜計(jì)入樓板局部變形的影響。

3. 平面不對(duì)稱且凹凸不規(guī)則或局部不連續(xù)，可根據(jù)實(shí)際情況分塊計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比，對(duì)扭轉(zhuǎn)較大的部位應(yīng)采用局部的內(nèi)力增大系數(shù)。

這兩條條文說(shuō)明中對(duì)位移比做了進(jìn)一步的解釋。對(duì)于結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，按剛性樓蓋計(jì)算，當(dāng)最大層間位移與其平均值的比值為1.2時(shí)，相當(dāng)于一端為1.0，另一端為1.5；當(dāng)比值1.5時(shí)，相當(dāng)于一端為1．O，另一端為3。美國(guó)FEMA的NEHRP規(guī)定，限1.40。并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則給出了圖1所示的示例。對(duì)位移比的計(jì)算給出了兩點(diǎn)注意事項(xiàng)：

1. 按國(guó)外的有關(guān)規(guī)定，樓蓋周邊兩端位移不超過(guò)平均位移2倍的情況稱為剛性樓蓋，超過(guò)2倍則屬于柔性樓蓋。因此，這種“剛性樓蓋”，并不是剛度無(wú)限大。計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比時(shí)，樓蓋剛度可按實(shí)際情況確定而不限于剛度無(wú)限大假定。

2. 扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算時(shí)，樓層的位移不采用各振型位移的CQC組合計(jì)算，按國(guó)外的規(guī)定明確改為取“給定水平力”計(jì)算，可避免有時(shí)CQC計(jì)算的最大位移出現(xiàn)在樓蓋邊緣的中部而不在角部，而且對(duì)無(wú)限剛樓蓋、分塊無(wú)限剛樓蓋和彈性樓蓋均可采用相同的計(jì)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用力，并考慮偶然偏心；結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算時(shí)，仍采用CQC的效應(yīng)組合。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)平面的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則示例

1.2 高規(guī)對(duì)結(jié)構(gòu)樓層位移比的要求

高規(guī)3.4.5條要求，對(duì)結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。當(dāng)樓層的最大層間位移角不大于本規(guī)程第3.7.3條規(guī)定的限值的40%時(shí)，該樓層豎向構(gòu)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(dāng)放松，但不應(yīng)大于1.6。

條文說(shuō)明對(duì)于樓層位移比的計(jì)算做了進(jìn)一步的補(bǔ)充，要求扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算時(shí)，樓層的位移可取“規(guī)定水平地震力”計(jì)算，由此得到的位移比與樓層扭轉(zhuǎn)效應(yīng)之間存在明確的相關(guān)性。“規(guī)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用力，并考慮偶然偏心。水平作用力的換算原則：每一樓面處的水平作用力取該樓面上、下兩個(gè)樓層的地震剪力差的絕對(duì)值；連體下一層各塔樓的水平作用力，可由總水平作用力按該層各塔樓的地震剪力大小進(jìn)行分配計(jì)算。結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算時(shí)，仍采用CQC的效應(yīng)組合。

當(dāng)計(jì)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(shí)，該樓層的扭轉(zhuǎn)位移比的上限可適當(dāng)放松，但不應(yīng)大于1.6。扭轉(zhuǎn)位移比為1.6時(shí)，該樓層的扭轉(zhuǎn)變形已很大，相當(dāng)于一端位移為1，另一端位移為4。

1.3 兩本規(guī)范對(duì)樓層位移比要求的異同

總體來(lái)看，兩本規(guī)范對(duì)樓層位移比的要求基本一致，對(duì)某些結(jié)構(gòu)，高規(guī)要求的更為嚴(yán)格一些，對(duì)B級(jí)高度的建筑，高規(guī)要求位移比不應(yīng)超過(guò)1.4，抗規(guī)要求不超過(guò)1.5。對(duì)于結(jié)構(gòu)層間位移遠(yuǎn)小于規(guī)范限值時(shí)，抗規(guī)與高規(guī)均提到可適當(dāng)放松，高規(guī)中給出了具體數(shù)值，放松最大限值到1.6，抗規(guī)未給出具體的數(shù)值。

兩本規(guī)范都明確要求，位移比計(jì)算時(shí)，應(yīng)在具有偶然偏心規(guī)定水平力作用下，樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移（或者層間位移）的最大值與平均值的比值。

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對(duì)規(guī)范位移比的幾點(diǎn)討論及存在的問(wèn)題

2.1 什么叫抗側(cè)力構(gòu)件

規(guī)范要求位移比計(jì)算時(shí)最大最小位移點(diǎn)需要取抗側(cè)力構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移，但實(shí)際工程中什么叫抗側(cè)力構(gòu)件，有時(shí)候好像較難區(qū)分，一般認(rèn)為墻、柱等豎向構(gòu)件屬于抗側(cè)力構(gòu)件，這種比較清楚，但是對(duì)于存在斜桿的工程，斜桿是否是抗側(cè)力構(gòu)件？不同角度的斜桿是否抗側(cè)力程度也不一樣？多大的角度算作抗側(cè)力構(gòu)件？規(guī)范中未明確要求，顯得比較模糊，實(shí)際設(shè)計(jì)中執(zhí)行起來(lái)也難度較大。因此，要確定一個(gè)結(jié)構(gòu)尤其帶支撐構(gòu)件的位移比計(jì)算時(shí)，對(duì)于抗側(cè)力構(gòu)件的最大位移及最小位移點(diǎn)的選取是需要細(xì)致考察的。一般建議斜桿構(gòu)件的最大最小位移點(diǎn)是否參與到位移比的統(tǒng)計(jì)中由設(shè)計(jì)師人為指定。

2.2 什么叫樓層端部

扭轉(zhuǎn)位移比的核心在于樓面扭轉(zhuǎn)的度量，即扭轉(zhuǎn)角度的界定。規(guī)范要求樓層位移比計(jì)算的位移點(diǎn)選取樓層端部抗側(cè)力構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移。對(duì)于規(guī)范示例圖1中的結(jié)構(gòu)平面兩端節(jié)點(diǎn)是比較好確定的。但在實(shí)際工程中兩端節(jié)點(diǎn)最大最小位移難以確定，如圖2（畫的有點(diǎn)不成形，但工程中樓蓋情況繁多）情況如何定義端部節(jié)點(diǎn)呢？

圖2 多邊形樓面

結(jié)合某實(shí)際工程，圖3所示為其首層圓形平面，基本沒(méi)法確定什么是兩端節(jié)點(diǎn)，只能沿著周邊取所有抗側(cè)力構(gòu)件的最大及最小位移點(diǎn)才能計(jì)算位移比。另外如果按照規(guī)范所述，分塊計(jì)算樓板的位移比，這就更難以確定所謂的端部節(jié)點(diǎn)的最大最小位移了。因此，規(guī)范中對(duì)于兩端節(jié)點(diǎn)的要求對(duì)大部分平面為多邊形的結(jié)構(gòu)很難按圖1的示意圖方式確定。

圖3 圓形平面布置圖

規(guī)范組某專家建議在具體操作時(shí)，可以取與地震作用方向正交、且水平尺寸最長(zhǎng)軸線兩端點(diǎn)抗側(cè)力構(gòu)件位移進(jìn)行核算。從實(shí)際設(shè)計(jì)角度講，找一條最長(zhǎng)的線是可以的，但是也可能會(huì)存在這條線與樓面的交點(diǎn)上根本就沒(méi)有抗側(cè)力構(gòu)件。因此，從位移比計(jì)算可操作角度講，最大最小位移的節(jié)點(diǎn)選取既要滿足屬于抗側(cè)力構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)又要屬于最長(zhǎng)軸線兩端節(jié)點(diǎn)的基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

2.3 剛性樓板假定

抗規(guī)中要求，對(duì)于結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，按剛性樓蓋計(jì)算，當(dāng)最大層間位移與其平均值的比值為1.2時(shí)，相當(dāng)于一端為1.0，另一端為1.5；當(dāng)比值1.5時(shí)，相當(dāng)于一端為1．O，另一端為3。高規(guī)中要求扭轉(zhuǎn)位移比為1.6時(shí)，該樓層的扭轉(zhuǎn)變形已很大，相當(dāng)于一端位移為1，另一端位移為4。規(guī)范這兩條都明確要求位移比是在剛性樓蓋假定下計(jì)算才能得到上述的結(jié)果。但是抗規(guī)補(bǔ)充條文中又補(bǔ)充了計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比時(shí)，樓蓋剛度可按實(shí)際情況確定而不限于剛度無(wú)限大假定。并且規(guī)范要求平面不對(duì)稱且凹凸不規(guī)則或局部不連續(xù)，可根據(jù)實(shí)際情況分塊計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比。

規(guī)范并未明確要求位移比計(jì)算時(shí)一定在剛性樓板下考察，但一般設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師都會(huì)選擇剛性樓板假定下考察位移比。如果不考慮剛性樓板假定，如圖4的平面（紅色線條標(biāo)識(shí)出了對(duì)應(yīng)的開洞位置）該如何確定樓層位移比？或該樓層是否不存在位移比概念？完全按照規(guī)范也可分塊計(jì)算位移比，但如何選取分塊樓板的端部最大最小位移點(diǎn)呢？另外樓蓋應(yīng)該怎么去分塊？即使計(jì)算出每一分塊樓板的位移比對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)講未必有實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)意義。

圖4 樓板平面開洞情況

2.4 考慮實(shí)際剛度的彈性板

如果按照規(guī)范考慮實(shí)際剛度的彈性樓板計(jì)算位移比，如圖4平面布置，的確可以得到在考慮偶然偏心規(guī)定水平力下比較真實(shí)的樓層變形，進(jìn)而求得彈性樓板的位移比，但存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

第一，該樓層在某個(gè)方向規(guī)定水平力下由于開洞弱連接造成節(jié)點(diǎn)的位移有正有負(fù)，如果按照整體這一層考察位移比，最大位移與最小位移可能反號(hào)，會(huì)造成位移比超過(guò)理論值2的限值，肯定不合理。

第二，如果按圖4中樓層平面分塊考察位移比，就存在所謂端部節(jié)點(diǎn)位移怎么選取的問(wèn)題，有些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)會(huì)變?yōu)椴糠謽前宓亩瞬抗?jié)點(diǎn)；同時(shí)也可能存在位移比大于2的情況。

第三，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，樓蓋開洞面積大小不一，且可能有多個(gè)不連續(xù)洞口，造成難以確定樓蓋分塊的具體數(shù)量。如果按照分塊彈性板考慮，不同的樓板分塊方式，造成分塊計(jì)算樓板位移比的抗側(cè)力構(gòu)件最大最小位移點(diǎn)選取不同，會(huì)導(dǎo)致不同的位移比結(jié)果，這造成無(wú)法對(duì)樓蓋平面不規(guī)則做出合理判斷。因此，從數(shù)值上分析位移比的計(jì)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具體數(shù)值，但該結(jié)果未必能合理用于判斷結(jié)構(gòu)樓層平面的不規(guī)則性。

2.5 對(duì)地震作用最不利方向角的位移比考慮與否的問(wèn)題

抗震規(guī)范5.1.1條要求對(duì)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15度，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)而言，X，Y軸是人為定義的，可能存在沿著某個(gè)角度結(jié)構(gòu)基底剪力最大，該角度定義為地震作用最不利方向角，需計(jì)算該方向角作用下的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與配筋，并要控制該方向的變形滿足規(guī)范要求。但規(guī)范中對(duì)該方向的位移比是否需要計(jì)算并滿足規(guī)范要求沒(méi)有明確說(shuō)明。個(gè)人認(rèn)為，結(jié)構(gòu)沿著不同方向計(jì)算，有不同的內(nèi)力與位移，地震作用最不利方向角下的位移比也有必要進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也應(yīng)該控制滿足規(guī)范要求。

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目前SATWE軟件對(duì)于位移比計(jì)算的原則

3.1 對(duì)規(guī)范抗側(cè)力構(gòu)件的處理原則

軟件對(duì)于樓層位移比計(jì)算時(shí)，要選取抗側(cè)力構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移，程序自動(dòng)識(shí)別墻、柱的節(jié)點(diǎn)位移，并將其作為抗側(cè)力構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移進(jìn)行選取。但是對(duì)于結(jié)構(gòu)中有支撐構(gòu)件的情況，由于程序無(wú)法識(shí)別是否是抗側(cè)力構(gòu)件，因此，斜撐是否是抗側(cè)力構(gòu)件，位移比計(jì)算時(shí)是否要考慮斜桿構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移，需要由設(shè)計(jì)師指定。圖5所示為是否統(tǒng)計(jì)斜柱構(gòu)件參與位移比計(jì)算的菜單。該參數(shù)默認(rèn)不勾選，即對(duì)于有斜桿構(gòu)件的樓層位移比統(tǒng)計(jì)時(shí)默認(rèn)不統(tǒng)計(jì)支撐構(gòu)件的位移。如果選擇統(tǒng)計(jì)，程序默認(rèn)對(duì)20度以內(nèi)的斜桿按照柱設(shè)計(jì)，在位移比計(jì)算時(shí)統(tǒng)計(jì)其位移；如果想考慮其他角度的斜撐構(gòu)件也參與位移比的統(tǒng)計(jì)，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(nèi)的斜撐構(gòu)件的位移在統(tǒng)計(jì)樓層位移比時(shí)都會(huì)考慮。

圖5 位移比計(jì)算是否考慮斜柱

圖6 支撐臨界角角度指定

3.2 對(duì)規(guī)范端部節(jié)點(diǎn)的處理原則

規(guī)范要求樓層位移比計(jì)算時(shí)取端部節(jié)點(diǎn)，對(duì)規(guī)則矩形結(jié)構(gòu)端部節(jié)點(diǎn)的選取很清楚，但對(duì)于平面布置比較復(fù)雜的情況，如平面為任意多邊形的情況，無(wú)法確定哪些是端部?jī)啥斯?jié)點(diǎn)。在剛性樓板假定下計(jì)算位移比的時(shí)候，最大最小位移節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的所有邊緣部位，因此，軟件在剛性板假定下位移比計(jì)算時(shí)取所有抗側(cè)力構(gòu)件邊緣節(jié)點(diǎn)的位移，找出其中的節(jié)點(diǎn)最大位移與最小位移，再得到樓層位移比。

3.3 對(duì)規(guī)范平均位移的計(jì)算

規(guī)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，并不是所有端部節(jié)點(diǎn)的位移取平均，軟件在計(jì)算時(shí)按照周邊節(jié)點(diǎn)最大位移點(diǎn)與最小位移點(diǎn)計(jì)算平均位移。

3.4 對(duì)偶然偏心的考慮

規(guī)范要求在進(jìn)行位移比計(jì)算時(shí)考慮偶然偏心，因此，計(jì)算位移比指標(biāo)時(shí)需要選擇“考慮偶然偏心”，如圖7所示。軟件已默認(rèn)勾選該參數(shù)，不需要設(shè)計(jì)師手動(dòng)選擇，對(duì)偶然偏心的取值軟件默認(rèn)值同規(guī)范。

圖7 偶然偏心軟件自動(dòng)考慮

3.5 對(duì)規(guī)定水平力的考慮

規(guī)范要求“規(guī)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用力，并考慮偶然偏心。水平作用力的換算原則：每一樓面處的水平作用力取該樓面上、下兩個(gè)樓層的地震剪力差的絕對(duì)值。SATWE軟件對(duì)于“規(guī)定水平力”的確定方式默認(rèn)按照規(guī)范的方式處理，即按照“樓層剪力差”計(jì)算得到，如圖8所示。

圖8 樓層剪力差及剛性板樓假定算指標(biāo)

3.6 剛性樓板假定

為了對(duì)基本滿足規(guī)范要求的剛性板進(jìn)行位移比的計(jì)算，SATWE軟件選擇在“全樓強(qiáng)制剛性樓板假定”下進(jìn)行位移比、剛度比等整體指標(biāo)計(jì)算。實(shí)際工程中由于整體指標(biāo)計(jì)算模型與內(nèi)力配筋模型有區(qū)別，整體指標(biāo)一般在強(qiáng)制剛性樓板下考察，內(nèi)力配筋一般在分塊剛性板下得到；為方便一次性輸出符合規(guī)范要求的指標(biāo)與配筋，可按圖8方式選擇“整體指標(biāo)計(jì)算采用強(qiáng)剛，其他結(jié)果采用非強(qiáng)剛”， 結(jié)構(gòu)的剛度比、位移比及周期比按照強(qiáng)制剛性樓板假定下的結(jié)果輸出。

3.7 對(duì)規(guī)范特殊情況下分塊計(jì)算樓板位移比的實(shí)現(xiàn)

抗規(guī)要求可分塊計(jì)算樓板的位移比，借助軟件是很方便實(shí)現(xiàn)的，但樓蓋分塊位移比統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)是否有實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)意義難以評(píng)價(jià)。在SATWE軟件中有自動(dòng)化及半自動(dòng)化兩種方式實(shí)現(xiàn)分塊樓板位移比的計(jì)算。

1. 方法一：選定需要分塊統(tǒng)計(jì)位移比的樓板由軟件自動(dòng)計(jì)算

如果要分塊考察樓板的位移比，僅需要簡(jiǎn)單操作即可實(shí)現(xiàn)軟件對(duì)位移比的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

（1）計(jì)算時(shí)選擇“采用自定義范圍統(tǒng)計(jì)指標(biāo)”，如圖9所示。

圖9 選擇采用自定義范圍統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

（2）計(jì)算完畢可通過(guò)自定義組裝實(shí)現(xiàn)指標(biāo)自定義。

圖10為樓層自定義指標(biāo)菜單，通過(guò)“定義組裝表”實(shí)現(xiàn)對(duì)于位移比、剛度比等的自定義。定義組裝表截面如圖11所示。

圖10 樓層指標(biāo)位移比、剛度比自定義菜單

圖11 自定義樓層裝表

通過(guò)圖11的組裝表，可將不需要統(tǒng)計(jì)位移的構(gòu)件刪除，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某一層局部樓板進(jìn)行位移比的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。默認(rèn)對(duì)本層所有滿足要求的抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行位移的統(tǒng)計(jì)來(lái)計(jì)算位移比，圖11中的1，2號(hào)兩根柱子被刪除，處于未被選中的狀態(tài)，此時(shí)，首層樓層位移比的計(jì)算僅僅從紅色高亮的周邊柱子中取出最大位移及最小位移進(jìn)行位移比的統(tǒng)計(jì)。

（3）對(duì)自定義的組裝表重新統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)。

通過(guò)圖11的“指標(biāo)重新計(jì)算”即可完成在上述自定義狀態(tài)下的位移比統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有特殊指定的樓層仍然按照正常情況統(tǒng)計(jì)位移比?？赏ㄟ^(guò)文本文件查看自定義后的位移比結(jié)果，如圖12所示，選擇統(tǒng)計(jì)范圍為“自定義”，選擇“刷新”，即可看到按照自定義方式統(tǒng)計(jì)的樓層位移比結(jié)果。

圖12 自定義模型位移比結(jié)果查看圖

2. 方法二：手工提取最大最小位移點(diǎn)手工校核

若人為校核某塊或者某幾塊樓板分塊的位移比，除按方法一自動(dòng)統(tǒng)計(jì)外，還可按軟件輸出的詳細(xì)位移信息進(jìn)行手工校核。步驟如下：

（1）計(jì)算時(shí)選擇位移輸出方式為“詳細(xì)輸出”。如圖13所示。

圖13 選擇輸出詳細(xì)位移

（2）查看分塊考察樓板的每個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)。計(jì)算完畢之后，通過(guò)圖14的“編號(hào)簡(jiǎn)圖”可查看需要分塊考察位移比的某層樓板各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的編號(hào)。

圖14 樓層構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖

（3）根據(jù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)確定樓蓋的最大位移與最小位移，進(jìn)而計(jì)算位移比。

輸出詳細(xì)位移的結(jié)果wdisp.out，如圖15所示，讀取所要考察的節(jié)點(diǎn)的最大位移與最小位移，求得位移比。需要注意的是，要分別計(jì)算在X，Y兩個(gè)方向正負(fù)偶然偏心規(guī)定水平力下的位移比。

圖15 詳細(xì)輸出的節(jié)點(diǎn)位移

 4  .

結(jié)合案例對(duì)樓層位移比進(jìn)行計(jì)算及手工校核

1.對(duì)某框架結(jié)構(gòu)位移比計(jì)算及手工校核

如圖16所示為一框架結(jié)構(gòu)三維模型，計(jì)算完畢之后，可通過(guò)圖17所示的圖面，在“指標(biāo)項(xiàng)”下設(shè)置顯示，最大位移及相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號(hào)，最小位移及相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號(hào)，并進(jìn)行位移比的手工校核。

圖16框架三維模型

圖17 位移比項(xiàng)詳細(xì)信息輸出

該結(jié)構(gòu)首層X(jué)向正偏心規(guī)定水平力工況下的位移比為1.03，首層最大位移為1.64，位移點(diǎn)為10號(hào)節(jié)點(diǎn)，最小位移為1.54，節(jié)點(diǎn)號(hào)為12，位移比為：1.64/[（1.64 1.54）/2]=1.031，與軟件輸出結(jié)果一致。

進(jìn)一步確認(rèn)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否屬于首層兩端節(jié)點(diǎn)，可通過(guò) “編號(hào)簡(jiǎn)圖”查看最大位移與最小位移節(jié)點(diǎn)號(hào)。圖18所示為通過(guò)節(jié)點(diǎn)搜索找到的最大的位移節(jié)點(diǎn)號(hào)。

圖18 首層最大位移節(jié)點(diǎn)號(hào)

2.對(duì)某帶斜桿框架結(jié)構(gòu)位移比計(jì)算及手工校核

對(duì)上述模型進(jìn)行簡(jiǎn)單修改，在建模中刪除10號(hào)節(jié)點(diǎn)的柱子，取代其為一根支撐，通過(guò)“一點(diǎn)斜桿”，指定“沿著X方向偏移值”，可以高效完成對(duì)于三維帶斜桿框架模型的搭建，如圖19所示。該結(jié)構(gòu)首層高度5m，斜桿沿著X負(fù)方向偏移2m，該斜桿構(gòu)件與豎向夾角為21.8度。

圖19 帶斜桿的框架模型

如果采用默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行位移比計(jì)算，則輸出如下首層位移比的結(jié)果，如圖20所示。

圖20 不考慮斜撐構(gòu)件位移首層的樓層位移比

為了對(duì)比位移比計(jì)算考慮斜撐構(gòu)件的位移，設(shè)置“支撐臨界角”為30度（大于斜桿布置的角度21.8），同時(shí)選擇“位移指標(biāo)統(tǒng)計(jì)考慮斜柱”，計(jì)算完畢之后，查看首層位移比的計(jì)算結(jié)果，如圖21所示。

圖21 考慮斜撐構(gòu)件位移首層的樓層位移比

通過(guò)對(duì)圖20與21對(duì)比，可知，最大位移點(diǎn)兩種情況下一致，都是12號(hào)節(jié)點(diǎn)，最大位移值為1.67mm；最小位移節(jié)點(diǎn)在不考慮斜桿構(gòu)件時(shí)為取了13號(hào)節(jié)點(diǎn)，最小位移為1.24mm，最小位移節(jié)點(diǎn)在考慮斜桿構(gòu)件位移時(shí)，最小位移節(jié)點(diǎn)號(hào)變?yōu)槿×?0號(hào)節(jié)點(diǎn)，最小位移還是1.24mm。雖然最小位移值一致，但是選取的節(jié)點(diǎn)號(hào)是有別的。圖22所示為通過(guò)節(jié)點(diǎn)搜索找到的10號(hào)最小位移節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置了考慮斜桿構(gòu)件的位移參與統(tǒng)計(jì)，SATWE軟件在位移比計(jì)算時(shí)已經(jīng)考慮該斜桿構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)位移。

圖22 斜桿構(gòu)件的位移參與位移比統(tǒng)計(jì)

 5  .

結(jié)論

1. PKPM軟件中對(duì)于結(jié)構(gòu)樓層位移比的計(jì)算可以自動(dòng)考慮偶然偏心，并在勾選剛性樓板假定下取樓層最外圈的端部最大及最小位移正確按照規(guī)范要求進(jìn)行位移比的計(jì)算。

2. 對(duì)于特殊情況下帶斜桿構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，位移比的計(jì)算需要設(shè)計(jì)師指定在一定角度范圍內(nèi)的斜桿構(gòu)件屬于斜柱，并選擇是否在位移比計(jì)算時(shí)統(tǒng)計(jì)該類斜柱的節(jié)點(diǎn)位移，程序可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的指定選擇統(tǒng)計(jì)與否。

3. 如果采用彈性樓蓋計(jì)算位移比，由于局部振動(dòng)變形（包括結(jié)構(gòu)邊緣部位），將可能使位移比變形指標(biāo)放大或者縮小，甚至位移比結(jié)果會(huì)超過(guò)2，不能對(duì)結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)特性做出正確的判斷。

4. 按照規(guī)范中分塊計(jì)算樓蓋的位移比，程序提供了自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能及手工計(jì)算功能，可以通過(guò)自定義指標(biāo)范圍實(shí)現(xiàn)方便的統(tǒng)計(jì)，但得到局部分塊樓蓋的位移比指標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)可能未必有實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)意義。