【摘要】2010版《建筑抗震設計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結構設計規(guī)范》首次引入規(guī)定水平力的概念，應用于地震作用下樓層位移比計算和傾覆力矩計算，本文簡要介紹規(guī)定水平力的計算方法，通過工程實例，比較PKPM軟件按照規(guī)定水平力法和CQC組合法計算結構扭轉位移比的差別。
【關鍵詞】規(guī)定水平力；PKPM2010；位移比；地震剪力
1.扭轉不規(guī)則和規(guī)定水平地震力
《建筑抗震設計規(guī)范》3.4.3條：在規(guī)定水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或層間位移，大于該樓層兩端彈性水平位移或層間位移平均值的1.2倍為結構扭轉不規(guī)則；《高層建筑混凝土結構設計規(guī)范》3.4.5條：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構件最大的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。根據(jù)規(guī)范定義，當位移比大于1.2時，即可判定結構在地震作用下扭轉不規(guī)則，位移比則是按照規(guī)定水平地震力作用計算得出。
2.規(guī)范引入規(guī)定水平地震力計算方法的原因
02版規(guī)范中，計算位移比采用CQC法直接得到的節(jié)點最大位移和平均位移的比值。各振型位移的CQC組合計算，即先求出各振型下的位移，再采用CQC組合方法計算在地震作用下各振型的總位移，這種將各個振型的響應在概率的基礎上采用完全二次方開方的組合方式得到總的結構位移，每一點都是最大值，可能造成樓層位移計算失真，最大位移出現(xiàn)在樓蓋的中部而不是角部。
根據(jù)10版《高規(guī)》和《抗規(guī)》的條文規(guī)定，位移比的計算如圖1所示，樓層最大水平位移取角部位移δ2，樓層位移的平均值取樓蓋中點即兩端位移平均值（δ1+δ2）/2，二者的比值即為位移比。如果最大位移出現(xiàn)在樓蓋的中部而非角部，上述位移比的計算式將失去意義，因此新規(guī)范用規(guī)定水平力法代替CQC法計算結構的位移比，確保樓層最大水平位移出現(xiàn)在端部，使該算式準確反映結構的扭轉效應。
3.規(guī)定水平力法在工程中應用
3.1 工程概況
朗潤春天住宅小區(qū)位于東營市西城區(qū)核心地段，其中8#樓為地下一層，地上四層，地下一層外接車庫，主體高度12.6m，采用鋼筋混凝土抗震墻結構。
該地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.1g，設計地震分組為第三組，抗震設防類別為丙類，剪力墻抗震等級為四級。
3.2 規(guī)定水平力在PKPM2010中的確定方式
2010版SATWE中按照新規(guī)范的要求，增加了“規(guī)定水平力”的計算，如圖2。SATWE軟件在“規(guī)定水平力”選項中提供了兩種方法，一種是最常用的“樓層剪力差方法”，一種是“節(jié)點地震作用CQC組合方法”。第一種是《抗規(guī)》、《高規(guī)》要求的“規(guī)定水平力法”（即規(guī)范法），用于結構布置規(guī)則、樓層概念清晰的建筑；第二種是結構布局復雜、具有較多錯層部位導致樓層劃分困難采用的計算方法。本工程采用第一種計算方法。
3.3規(guī)范法計算“規(guī)定水平力”
規(guī)范法計算規(guī)定水平力，該四層抗震墻結構X向地震作用下，SATWE計算的WZQ.OUT輸出X向各層樓層剪力結果和SATWE軟件在WV02Q.OUT輸出各規(guī)定水平力計算結果如下：
根據(jù)規(guī)范對規(guī)定水平地震力計算方法的定義，第一層X向規(guī)定水平力FXV1=4593.62-3377.25=1216.37KN，第二層X向規(guī)定水平力FXV2=3377.25-2908.68=468.58KN，以此類推，逐層計算，人工計算出的規(guī)定水平力大小與軟件輸出結果完全一致。
3.4. CQC法與規(guī)定水平力法計算位移比結果比較
采用PKPM2010按規(guī)定水平力法計算結構位移比，X向和Y向最大位移和位移比的
WDISP.OUT輸出結果如下
工況：X 方向地震作用下的樓層最大位移和最大位移比
4. 結語
控制位移比，減小結構的扭轉設計，是抗震設計的主要內容之一。本文介紹2010版《建筑抗震設計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結構設計規(guī)范》提出的規(guī)定水平力的概念和計算方法，通過工程實例，介紹規(guī)定水平力法在PKPM2010中的應用，通過比較2008版PKPM與2010版PKPM位移比的計算結果，得出新規(guī)范對位移比的控制更加嚴格的結論，并簡要提出控制扭轉位移比的方法，為今后使用PKPM軟件計算結構位移比，提供一定的借鑒作用。
參考文獻
[1] 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011-2010
[2] 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》 JGJ3-2010
[3] 判別結構扭轉不規(guī)則的位移比計算方法探討 建筑結構
