转载：“规定水平力”到底长什么样？

jy00812845

转自：http://blog.sina.com.cn/arcstrbai

相信有不少兄弟对这个定义也同样迷惑，转帖一篇便于理解，共同学习。

“规定的水平力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平地震作用力，并考虑偶然偏心，请问规定水平力不用CQC计算，那采用的振型组合是什么方法？难道是SRSS？

“规定水平力”是10版规范新增的概念，规范中提到的相关内容如下：

1）《抗规2010》3.4.3条和《高规2010》3.4.5条对“扭转不规则”采用“规定水平力”定义，其中《抗规2010》说明：“在规定水平力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 ”；

2）《抗规2010》6.1.3条和《高规2010》8.1.3条规定倾覆力矩的计算采用规定水平力，其中《抗规2010》条文：“设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底部框架所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架的抗震等级仍应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同”，此外，还有关于框支框架以及短肢墙的倾覆力矩均采用规定水平力；

3）《高规2010》3.11.4条文说明：“……当采用弹塑性静力分析时，在计算分析中采用的侧向作用力分布形式宜适当考虑高振型的影响，可采用本规程3.4.5条提出的‘规定水平地震力’”。

由上述规范内容可见，当计算结构的扭转位移比、地震倾覆力矩以及采用弹塑性静力法进行性能化设计时，均需采用规定水平力的计算结果。

“规定水平力”的计算方法规范也给出了说明：

1）《抗规2010》3.4.3条文说明“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；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合”；

2）《高规2010》3.4.5条文说明“‘规定水平地震力’一般可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。水平作用力的换算原则：每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值；连体下一层各塔楼的水平作用力，可由总水平作用力按该层各塔楼的地震剪力大小进行分配计算”。

下面通过一个三自由度体系图解下“规定水平力”，见下扫描图。由图中推导可知，内力（规定水平力）与位移（层间位移角）的求解均需通过振型组合方法，振型组合方法建立了结构动力反应最大值Q与各振型反应最大值Qi 的近似关系，具体可参见随机振动理论。振型组合方法有两种：完全平方开方法CQC与平方和平方根法SRSS，前者应用于扭转耦联的结构动力系统，考虑相关振型间的关联性，引入互相关系数；后者应用于平动（不考虑扭转耦联）的结构动力系统，振型之间的关联性很弱，近似认为独立，如上图中的串联多自由度体系。所以，软件中控制两种方法的开关是“是否考虑扭转耦联”，考虑到实际结构不可避免的会存在扭转效应（自身偶然偏心、地震扭转分量等），一般设计中均考虑扭转耦联，也就是说一般采用CQC振型组合方法。

CQC方法是将结构各振型的响应在概率的基础上采用完全二次方开方的组合方式得到总的结构响应，每一点都是最大值，可能出现两端位移大，中间位移小，所以CQC方法计算的结构位移比或倾覆力矩可能偏小，不能真实地反映结构的扭转不规则。而且不同组合的位移之间的运算也是无物理意义的。规定水平力是单向水平静力，结构在其作用下的位移，不会出现上述CQC法计算时出现的“怪异现象”。

qingkong615

谢谢了，这个地方比较乱，理顺不易，图片不显示

lcbm2009

多谢发表啊，能把图片以截图方式发布吗？

jy00812845

补充图片：

枕霞旧友

个人在理解这个规定水平力的时候确实有点费劲，比如在计算扭转位移比的时候要不要进行扭转耦联，要不要考虑偶然偏心，在计算层间位移角的时候要不要进行偶然偏心，以及在计算周期比的时候，因为现在结构普遍都采用振型分解反应谱法，这也是规范中所提到的地震作用计算方法。本人也只是把几个常用的计算指标的相关计算条件梳理了一遍，对于为什么用这个方法还是没有太多的理解。

lanke

讲解的比较到位，最开始看的时候，觉得抗规和高规讲的比较乱，后来看了朱总的书以后逐渐理解了，可最近做题又开始犯迷糊，希望有更清晰的总结来学习一下~~