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1 概述

通常我们对结构的位移角的限制，主要是考虑以下三个方面：（1）限制竖向结构构件产生裂缝或者损伤；（2）保护非结构构件（如幕墙，隔墙，电梯，装修等），避免变形过大而损坏；（3）保证结构的整体稳定。

结构的层间位移有两部分组成，受力位移(又称有害位移)和非受力位移(又称无害位移)。受力位移包括由竖向构件弯曲引起的弯曲变形和剪切引起的剪切变形，非受力位移是下一层结构的刚体变形产生的。对结构引起破坏的主要是受力位移。

        非受力位移                   受力位移

徐培福，薛彦涛等通过实验发现，在一个20层的混合结构模型试验的破坏阶段最大层间位移角出现在十八层，达到1/50，远大于规范的弹塑性层间位移角限值1/100，但结构中的剪力墙和柱只出现轻微裂缝；模型的破坏主要集中在结构的底层，出现众多裂缝，层间位移角为1/110，与规范限定值相当，结论是高层结构越向上，楼层层间位移角越大，但引起结构损伤越小。

产生这种现象的原因是，对高层和超高层结构而言，下部各层的层间位移中，非受力位移分量所占的份额较少；愈往上，所占的分额将愈大。因此上述现象的产生就容易理解了。

2 规范

但是，目前规范规定的位移角限制并没有区分受力位移和非受力位移，这是偏于保守的。广东省高贵在补充规定中说明，当受力位移小于层间位移的50%时，层间位移角限值可放宽。

目前在通用的有限元计算软件中统计的位移中，也并未区分受力位移和非受力位移。如果需要区分，需要工程师自己进行统计。其中，YJK在统计文本中给出了受力位移所占的比例，但是并未说明计算方法。

3 工程应用

对于受力位移的计算，目前也没有统一的计算方法。

（1）方法一

魏琏等对竖向构件的受力位移和非受力位移的计算公式进行了推导。

通过案例分析发现，只有在底层结构的层间位移与竖向构件的受力位移相等，在以上楼层，楼层位移均大于受力位移。对于竖向构件，往往是底部的受力位移最大，沿高度是逐渐变小的。因此，只要对底部剪力墙的受力位移进行验算即可。对于受力位移所占的比重，往往是在结构的中上部占的比重较大。在文献中还给出了受力位移角和非受力位移角的建议限值。

（2）方法二

郑建东，谢春等提出了一种在实际工程中易于操作的受力位移的计算方法。并对一栋高宽比为8的高层商住楼项目的建筑转自：结构小站-公众号，对剪力墙结构有害位移角的不同算法进行了比较。

（2）方法三

翁大根，江月等提出了一种近似计算受力位移的计算方法。即在该开间内设置刚度近似为0的斜向对角支撑（ETABS中为LINK单元），根据这些杆件的轴向变形，利用构件之间的几何关系计算竖向构件的受力位移。

该方法在软件中较易实现，但对于选取的位置比较敏感，对于不同位置计算的受力位移差异较大。

目前关于结构的受力位移和非受力位移并没有统一的计算方法，在工程实际应用中，还是比较难以做到统一应用。如有不当之处，欢迎批评指正。

参考：

1. 高层建筑混凝土技术规程（JGJ3 – 2010）[S]. 中国工业建筑出版社，2010.

2. 广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)补充规定.

3. 魏链,王森. 论髙层建筑结构层间位移角限制的控制[J]. 建筑结构, 2006, (36): 49-55.

4. 谢春, 萍建东, 姚永革. 高层剪力墙结构的位移控制[J]. 广东土木与建筑, 2009, (9) :10-12, 128.

5. 翁大根, 江月, 吕西林. 基于层间有害位移的黏滞阻尼器配置[J]. 结构工程师, 2014, (2) :113-121, 30.

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