1 结构楼板位移比计算规范要求
抗规范和高层规范均对层位移比的计算有相关的详细要求。总体来说，两个代码的表达方式基本一致。在一些细节上，高层码比反码要求更高。两种规格各自的要求及对比如下：
1.1 抗力规范对结构楼板位移比的要求
2016年《反规范》第3.4.3条对扭转不规则性的定义为：楼板两端抗侧力构件的最大弹性水平位移（或层间位移）与平均值的比值。具有偶然偏心的规定水平力作用下的值。大于1.2。同时，第3.4.4条对不规则平面建筑物的位移比计算及限值有如下要求：
1、当扭转不规则时，应考虑扭转的影响，在规定的水平力作用下，偶有偏心，抗侧力构件的最大弹性水平位移或层间位移之比两端层间位移平均值不宜大于1.5，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当放宽。
2、当凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面实际刚度变化的计算模型；当强度较高或不平整程度较大时，应考虑楼板局部变形的影响。
3、如果平面不对称，有不规则凹凸或局部不连续，可根据实际情况分块计算扭转位移比。对于扭转较大的零件，应采用局部内力增加系数。
排量比在这两节中进一步解释。对于结构扭转不规则性，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值之比为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.5；当比值为1.5时，相当于一端为1。 O，另一端是 3。美国FEMA的NEHRP规定限制为1.40。图1所示的例子是针对不规则扭转平面的建筑结构给出的。位移比的计算给出两点注意点：
1、根据国外相关规定，如果建筑物周边两端的位移不超过平均位移的2倍，则称为刚性楼板，如果超过2倍，则为柔性楼板。因此，这个“刚性地板”并不是无限刚性的。计算扭转位移比时，地板刚度可根据实际情况确定，不限于无穷大刚度的假设。
2、计算扭转位移比时，未采用各模态位移的CQC组合来计算地板的位移。根据国外规定，明确改为“给定水平力”来计算，这样可以避免CQC计算的最大位移有时会出现在地板上。在边缘的中间而不是在拐角处，并且对于无限刚性楼板 对于块状无限刚性楼板和弹性楼板都可以使用相同的计算方法；水平力一般为楼板地震剪力经振型组合后折算的水平力，并考虑偶然偏心；结构楼板位移及层数校核位移控制值时，仍采用CQC的效果组合。
图1 建筑结构平面扭转不规则性示例
1.2 高技术法规对结构楼板位移比的要求
高技术规程第3.4.5条要求结构平面布置应减少扭转的影响。在规定的水平地震力作用下，考虑偶然偏心的影响，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不应大于A级层平均值的1.2倍——高层建筑，不应大于楼层平均值的1.5倍。次；本条例第十章所称乙级高层建筑、超过甲级高度的混合结构、复合型高层建筑，不应大于层平均值的1.2倍，且不应大于1.4倍楼层的平均值。甲级高层建筑以结构扭转为主的第一自振周期Tt与以平动为主的第一自振周期T1之比不宜大于0.9。对于乙级高层建筑、超过甲级高度的混合结构和本规定第十章所称的复合型高层建筑，不应大于0.85。当楼层最大层间位移角不大于本规定3.7.3规定限值的40%时，按楼层最大水平位移与层间位移之比地板平均值可以适当放宽。但不应大于1.6。
该规定进一步补充了楼层位移比的计算。计算扭转位移比时，可取“规定水平地震力”计算楼板位移。产生的位移比与地板扭转效应之间存在明显的相关性。 。 “规定水平地震力”一般可以是楼板地震剪力经振型组合后折算出的水平力，并应考虑偶然偏心。水平力换算原理：每层水平力为该楼层上下层地震剪力差的绝对值；连体建筑下一层各塔楼的水平力可由总水平力计算得出。根据该楼层每个塔的地震剪力来分配和计算力。在校核结构楼板位移和层间位移控制值时，仍采用CQC效果组合。
当计算得到的楼层最大层间位移角不大于楼层层间位移角限值的40%时，楼层扭转位移比上限可适当放宽，但不应大于1.6。当扭转位移比为1.6时，这块地板的扭转变形已经很大了，相当于一端位移1，另一端位移4。
1.3 两种规范楼层位移比要求的异同
总体来说，两个规范中对楼层位移比的要求基本相同。对于某些结构，高级规范的要求更为严格。对于B层高度的建筑，高层规范要求位移比不得超过1.4，反规范要求不超过1.5。当结构层间位移远小于规范限制时，抗力规范和高层规范均提到可以适当放宽。高级码给出了具体值，最大限制放宽到1.6，而反码则没有给出具体值。
两规范均明确要求，计算位移比时钢结构柱线刚度计算，应为楼板两端抗侧力构件的最大弹性水平位移（或层间位移）与平均值的比值。具有意外偏心的指定水平力。
二、关于标准排量比及存在问题的几点探讨
2.1 什么是抗侧力构件？
规范要求计算位移比时需要从抗侧力构件的节点位移中取最大和最小位移点。但在实际工程中，有时似乎很难区分什么是抗侧力构件。墙、柱等竖向构件一般被认为是抗侧力构件。受力构件，这个比较清楚，但是对于有斜杆的项目，斜杆是抗侧向受力构件吗？不同角度的斜杆对侧向力的抵抗力是否不同？什么角度算作抗侧向力构件？这些需求在规范中没有明确表述，导致其模糊，在实际设计中难以实现。因此，在确定结构的位移比时，特别是支撑构件的计算时，需要仔细研究抗侧力构件的最大位移点和最小位移点的选择。一般建议设计者明确是否将斜杆最大、最小位移点纳入位移比统计。
2.2 什么是地板端？
扭转位移比的核心在于地板扭转的测量，即扭转角的定义。规范要求计算楼板位移比的位移点应从楼板端部抗侧力构件的节点位移中选取。对于图1的规范示例，结构平面两端的节点相对容易确定。但在实际工程中，很难确定两端节点的最大和最小位移，如图2所示（图有点不成形，但工程中楼面情况较多）。如何定义末端节点？
图2 多边形地板
根据实际项目，图3所示为一层圆形平面。基本上无法确定两个端节点是什么。位移比只能取周边所有抗侧力构件的最大和最小位移点来计算。另外，如果按规范分块计算楼板的位移比，则确定所谓端节点的最大和最小位移将更加困难。因此，对于大部分平面为多边形的结构，规范中两端节点的要求很难根据图1的示意图来确定。
图3 圆形平面图
规范组专家建议，具体作业时，可采用水平尺寸最长轴两端点与地震作用方向正交的抗侧力构件的位移进行计算。 。从实际设计的角度来看，找到最长的线是可能的，但这条线与地板的交汇处可能没有抗侧向力的构件。因此，从位移比计算的操作角度来看，基本上不可能选择既满足属于抗侧力构件的节点又满足最长轴两端节点的最大和最小位移节点。
2.3 刚性楼板假设
抗规范要求要求，对于结构扭转不规则性，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值之比为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.5；当比例为1.5时，相当于一端为1.O，另一端为3。当高层法规要求扭转位移比为1.6时，这块地板的扭转变形已经很大了，相当于一端位移1，另一端位移4。规范中的两项都明确要求在刚性楼板假设下计算位移比才能得到上述结果。但反规范的补充规定补充说，计算扭转位移比时，地板刚度可根据实际情况确定，不限于无穷大刚度假设。而且，规范要求平面不对称，有不规则的凹凸或局部不连续。可根据实际情况分块计算扭转位移比。
规范中并没有明确要求计算位移比时必须在刚性楼板下考察位移比，但在一般设计中，设计者会选择在刚性楼板假设下考察位移比。如果不考虑刚性楼板假设，如图4所示（红线标记对应的开口位置），楼板位移比如何确定？还是说这层楼不存在位移比的概念？也可以完全符合规范的分块计算位移比，但如何选择分块楼板端部的最大和最小位移点呢？另外，地板应该如何分块呢？即使计算出各楼板的位移比，对设计也未必有实质性的指导意义。
图 4 平面图开口
2.4 考虑实际刚度的弹性板
如果按照规范计算弹性楼板的位移比，并考虑实际刚度，如图4所示，在考虑偶然偏心的情况下，在规定的水平力作用下楼板变形确实可以更加真实，然后位移即可求得弹性楼板的比例。但存在以下几点疑问：
首先，在规定的某一方向水平力作用下，由于洞口连接较弱，该层节点的位移有正有负。如果基于整个楼层来考察位移比，则最大位移和最小位移可能具有相反的符号，这将导致位移比超过理论值2的极限是肯定不合理的。
其次，如果按照图4的平面图来考察位移比，则存在一个如何选择所谓端节点位移的问题。部分内部节点会成为部分楼层的末端节点；同时钢结构柱线刚度计算，也可能存在位移比大于2的情况。
第三，在实际工程设计中，楼板开口面积大小不一，可能存在多个不连续的开口，难以确定具体的楼板块数。如果从分段弹性板的角度考虑，不同的楼板分段方法会导致计算楼板位移比时抗侧力构件的最大位移点和最小位移点选择不同，从而导致位移比结果不同。这使得无法确定地板平面。规则做出合理的判断。因此，通过数值分析位移比的计算，并考虑弹性板或分段弹性板，可以得到楼板位移比的具体值，但结果可能无法合理地用来判断结构楼板平面的不规则性。
2.5 是否考虑地震作用最不利方向角位移比问题
抗震规范第5.1.1条要求，对于具有倾斜抗侧力构件的结构，当夹角大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。对于结构来说，X 轴和 Y 轴是人为定义的。可能存在某个角度，沿该角度结构基础剪力最大。该角度定义为地震作用最不利的方向角。需要计算该方向角作用下结构的内力。和钢筋，必须控制该方向的变形以满足规范要求。但规范中并没有明确说明该方向的位移比是否需要计算并满足规范的要求。就我个人而言，我认为结构在沿不同方向计算时具有不同的内力和位移。还需计算地震作用最不利方向角下的位移比，并控制其满足规范要求。
3 现行SATWE软件位移比计算原理 3.1 标准抗侧力构件加工原理
软件计算楼层位移比时，需要选择抗侧力构件的节点位移。程序自动识别墙、柱的节点位移，并选择其作为抗侧力构件的节点位移。但当结构中有支撑杆件时，由于程序无法识别其是否为抗侧力杆件，因此在计算斜撑是否为抗侧力杆件以及是否考虑斜杆节点位移时位移比的计算需要由设计者确定。指定的。图5所示为是否计算斜柱杆件参与位移比计算的菜单。该参数默认不勾选，即计算带斜构件的楼层位移比例时，默认不计算支撑构件的位移。如果选择统计，程序默认对20度以内的对角构件进行柱设计，并在计算位移比时统计其位移；如果想考虑其他角度的斜支撑杆件也参与位移比的统计，则需要按图6所示菜单，指定临界支撑角度，以及该角度范围内斜支撑杆件的位移计算楼层位移比时应予以考虑。
图5 位移比计算是否考虑斜柱？
图6 支撑临界角角度的指定
3.2 规范端节点处理原则
规范要求计算楼板位移比时应选择端节点。正则矩形结构的端节点的选择是非常明确的。然而，对于平面布局较为复杂的情况，例如平面为任意多边形时，无法确定哪些是端节点。 。在刚性楼板假设下计算位移比时，最大和最小位移节点可能出现在结构的所有边缘。因此，在计算刚性板假设下的位移比时，软件取侧向受力构件所有边缘节点的位移，找出其中节点的最大位移和最小位移，然后计算楼板获得位移比。
3.3 标准平均位移计算
规范要求的平均位移值是最大位移和最小位移之和除以2。所有端节点的位移不进行平均。计算时，软件根据周围节点的最大位移点和最小位移点计算平均位移。
3.4 偶然偏袒的考虑
规范要求计算位移比时考虑偶然偏心。因此，在计算位移比指标时需要选择“考虑偶然偏心”，如图7所示。软件已经默认勾选了该参数，不需要设计者手动选择。软件的意外偏心默认值与标准相同。
图7 软件自动考虑的意外偏心
3.5 规定水平力的考虑因素
规范要求的“规定水平地震力”一般可为楼板地震剪力经模态组合后折算的水平力，并应考虑偶然偏心。水平力换算原理：每层水平力为该楼层上下层地震剪力之差的绝对值。默认情况下，SATWE软件以标准化方式确定“规定水平力”，即根据“地板剪力差”计算，如图8所示。
图8 刚性板楼板剪力差及假设计算指标
3.6 刚性地板假设
为了计算出基本满足规范要求的刚性板位移比，SATWE软件选择在“全建筑强制刚性楼板假设”下计算位移比、刚度比等总体指标。实际工程中，由于整体指标计算模型与内力配筋模型的差异，一般在强制刚性楼板下考取整体指标，在分段刚性楼板下一般求内力配筋；为了便于一次性输出符合规范要求的指标和配置，对于配筋，可以选择“整体指标计算采用强刚度，其他结果采用非强刚度”，如图8、根据强制刚性楼板假设下的结果，输出结构的刚度比、位移比和周期比。
3.7 规范特殊情况下楼层位移比分块计算的实现
为了符合法规要求，楼板的位移比可以按块计算，这在软件的帮助下很容易实现。然而，很难评价楼板块体位移比的统计结果对设计是否具有实质性的指导意义。在SATWE软件中，计算块楼板位移比的方法有自动和半自动两种。
1、方法一：选择需要逐块统计位移比的楼板，由软件自动计算。
如果您想检查块内楼板的位移比，只需简单的操作，软件即可自动计算位移比。
(1)计算时选择“使用自定义范围统计指标”，如图9。
图9 选择使用自定义范围统计指标
(2) 计算完成后，可以通过自定义装配来定制指标。
图10为地板自定义索引菜单，可以通过“定义装配表”来自定义位移比、刚度比等。定义装配表部分，如图 11 所示。
图10 楼层指数位移比和刚度比自定义菜单
图11 定制地板安装表
通过图11的装配表，可以删除不需要位移统计的构件，从而实现对某一楼层局部楼板的位移比指标统计。默认情况下，计算该层所有符合要求的抗侧力构件的位移统计，计算位移比。图11中1、2两列被删除，处于未选中状态。此时，第一层的位移比计算仅提取周围红色突出的柱子的最大位移和最小位移来计算位移比。
(3)重新统计定制装配台上的各项指标。
上述定制状态下的位移比统计可以通过图11中的“指标重新计算”完成。未特殊指定的楼层位移比统计仍按正常情况进行。自定义的位移比结果可以通过文本文件查看，如图12所示。选择统计范围为“自定义”，选择“刷新”即可看到自定义计算的楼层位移比结果。
图12 定制模型位移比结果查看图
2、方法二：手动提取最大最小位移点并手动检查
如果对某一块或几块楼板的位移比例进行手动标定，除了按照方法一自动统计外，还可以根据软件输出的详细位移信息进行手动标定。步骤如下：
(1) 计算时选择位移输出方式为“详细输出”。如图13所示。
图13 选择输出详细位移
(2)分块检查被检楼板各节点的节点号。计算完成后，通过图14中的“编号图”可以查看需要分块检验位移比的某楼板各节点对应的竖向抗侧力构件的编号。
图14 地板组件编号简化图
(3)根据节点数确定楼板的最大位移和最小位移，然后计算位移比。
输出详细的位移结果wdisp.out，如图15所示。读取待检节点的最大位移和最小位移，得到位移比。需要注意的是，X、Y方向正、负偶然偏心的规定水平力作用下的位移比必须分别计算。
图15 节点位移的详细输出
4、根据案例计算并人工校核楼层位移比
1、某框架结构位移比计算及人工校核
图16显示了框架结构的三维模型。计算完成后，可以利用图17所示的绘图设置“指标项”下的显示、最大位移及对应的节点号、最小位移及对应的节点号。 ，并对位移比进行手动验证。
图16 框架3D模型
图17 排量比项详细信息输出
结构首层X向正偏心在规定水平力条件下的位移比为1.03，首层最大位移为1.64，位移点为10号节点，最小位移为1.54 ，节点数为12，位移比为：1.64/[(1.64+1.54)/2]=1.031，与软件一致输出结果。
为了进一步确认这两个节点是否属于第一层的两个端节点，可以通过“编号图”查看最大位移和最小位移节点编号。图18所示为通过节点搜索找到的最大位移节点数。
图18 第一层最大位移节点数
2 某斜杆框架结构位移比计算及人工校核
对上述模型进行简单修改，删除建模中节点10处的柱，替换为支撑，并指定“沿线的偏移值”。杆架模型的构建如图19所示。结构第一层高5m，斜杆沿负X方向偏移2m，斜杆件与垂直方向的夹角为21.8度。
图19具有对角条的框架模型
如果将默认设置用于位移比计算，则输出一楼位移比的以下结果，如图20所示。
图20一楼的地板位移比率不考虑对角线成员的位移
为了比较位移比计算并考虑对角线支架成员的位移，将“支撑临界角”设置为30度（大于对角杆排列的角度21.8），然后选择“位移指数统计量列”。计算完成后，查看二楼位移该比率的计算结果如图21所示。
图21考虑到对角线成员的位移，一楼的地板位移比率
通过比较图20和21，可以看出，在两种情况下，最大位移点都是一致的，两个节点都是12号节点，最大位移值为1.67mm。当不考虑倾斜构件时，最小位移节点为13，并且最小位移节点为13。位移为1.24mm。当最小位移节点考虑倾斜构件的位移时，最小位移节点编号会更改为10号节点，最小位移仍然为1.24mm。尽管最小位移值是相同的，但所选的节点编号是不同的。图22显示了与通过节点搜索找到的最小位移节点第10号相对应的位置。它设定考虑倾向成员的位移参加统计。在计算位移比时，SATWE软件已经考虑了倾斜成员的节点位移。
图22倾斜成员的位移参与位移比率统计
五、结论
1。pkpm软件中结构地板位移比的计算可以自动考虑意外偏心率，当检查刚性地板假设时，地板最外圈的末端的最大和最小位移可以正确计算根据规范要求的位移比率。
2。对于在特殊情况下具有倾斜构件的结构，位移比的计算要求设计师在特定角度范围内指定倾斜构件属于倾斜的列，并选择是否计算此类倾斜的节点位移计算位移比时列。 ，该程序可以根据设计师的规范选择统计信息。
3。如果使用弹性地板计算位移比，则由于局部振动变形（包括结构的边缘），则位移比变形指数可能会扩大或减小，并且位移比的结果可能超过2，并且可能超过2个，并且无法准确确定结构的总体扭转特征。判断。
4。根据规格计算块中地板的位移比。该程序提供自动统计功能和手动计算功能。可以通过自定义索引范围来实现方便的统计信息。但是，获得本地块地板的位移比指数对设计非常重要。它可能没有实质性的指导意义。
5。当需要计算最不利的地震方向角度的位移比时，需要将结构转向一个方向。在SATWE软件中填充“水平力和整体坐标系之间的角度”，以在最不利的方向角度获得地板位移比。并确定是否满足规范要求。
