[抗震][结构设计] 关于“扭转效应明显”与“两个水平方向振型参与系数”

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源于小伙伴问：《抗规》5.2.5楼层最小地震剪力系数表时候给出了个结构“扭转效应明显”时的取值，如何判断扭转效应明显抗规是通过振型参与系数来判断，这个如何理解？

这里摘抄一下抗规附录5.2.5的说明：“扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断，例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。对于扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构，剪力系数取0.2αmax，保证足够的抗震安全度。对于存在竖向不规则的结构，突变部位为薄弱层，尚应按本规范3.4.4条的规定，再乘以不小于1.15的系数”。

初一看这句 “例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。”似乎很合理，但仔细一想适合也不合理，如下说明。

两个水平方向振型系数相当，就是扭转明显，这个说法，可以大致从《抗规》公式 5.2.3-2 或 5.2.3~3来看，以公式 5.2.3-2为例，即假定结构受X向地震作用，此时振型参与质量系数主要与Xji（振型X方向的位移分量）有关，假想一个平面为正方形的无扭转的结构，第一振型为X向平动，第二振型为Y向平动，那么计算出来，第一整形的阵型参与系数就会很大，而第二振型的振型参与系数就是0（因为结构无扭转，第二振型沿X向没有分量）。可以看见，对于这个例子，的确可以说明，如果结构不存在扭转，则平动系数的确会相差很大。这是这个提法合理的地方。

但是这个提法也有不合理地方，依然以上面的例子为例，实际建模分析的时候，把这个结构扭转个45度，放进去模型里面算，那么第一周期与第二周期的振型参与系数应该相等，也就是两个水平方向的振型参与系数为同一个量级，按规范判断，结构应该是存在明显的扭转效应，但是实际上还是原来的无扭转的结构。所以，抗规这个说法实际上是不对的，因为振型参与系数与结构的方位有关。

实际上，抗规提法，应该是沿结构主轴方向投影后的一个说法，比如后面转45度的例子，结构主轴应该是沿45度及135度，按这个方向来看振型参与系数就合理了。但这也很难操作，对于复杂结构，结构主轴可能本身就很难判断。

PS.

以上纯属讨论，《高规》是直接用位移比是否超过1.2来判断是结构否扭转效应明显。实际工程，一般是看位移比或者说周期比，如果第一周期或者第二周期不是扭转，一般也不会判定为扭转效应明显结构。