Введение. Случайный эксцентриситет играет критическую роль в сейсмическом отклике зданий неправильной формы, поскольку он вызывает крутящие эффекты, которые могут значительно усиливать силы и перемещения в отдельных элементах, воспринимающих горизонтальные нагрузки. Нормы сейсмического проектирования рассматривают это явление с использованием различных концептуальных и аналитических подходов, что может привести к различным результатам. В данном исследовании изучается влияние случайного эксцентриситета на сейсмический отклик путем сравнения положений американских норм ASCE 7 и российских норм на строительство в сейсмических районах СП 14.13330.2018.

Материалы и методы. Был проведен анализ стального здания неправильной формы с использованием предположения о жестком диске перекрытия. Жесткость системы восприятия горизонтальных нагрузок оценивалась на каждом этаже для определения центров жесткости. Сейсмические силы были разложены на прямые поступательные и крутильные компоненты. Были рассмотрены три аналитических случая: (i) ASCE 7 со случайным эксцентриситетом, (ii) российские нормы со случайным эксцентриситетом (0.1B) и (iii) российские нормы без эксцентриситета. Сейсмические силы и перемещения были рассчитаны и сопоставлены для всех рам и этажей.

Результаты. Результаты показывают, что усилия в наиболее нагруженной раме согласно российским нормам с учетом случайного эксцентриситета в среднем на 5.5 % больше по сравнению с ASCE 7 и примерно на 20 % больше по сравнению со случаем без эксцентриситета. Максимальные перемещения этажей больше на 21 % при расчете по ASCE 7 и на 27 % при расчете по российским нормам по сравнению с вариантом без эксцентриситета. Несмотря на это увеличение, средние относительные перемещения по высоте здания различались менее чем на 3 %, что отражает перераспределение крутящих сил между рамами с различной жесткостью.

Выводы. Хоть оба нормативных документа определяют схожий глобальный отклик сооружения, существенные различия наблюдаются в локальных откликах из-за различного подхода к учету случайного эксцентриситета и крутильных эффектов. Эти различия могут повлиять на проектирование элементов восприятия горизонтальной нагрузки, чувствительных к кручению, а также подчеркивают важность четких и практичных положений нормативных документов для инженеров, проектирующих здания неправильной формы.