doi：10.1016/j.ensustruct.2024.117784
＃1研究背景
在安全性和成本收益方面，实现地震统一的地震层可以减少弱层，并实现最佳的地震抗性解决方案。在地震的作用下，不规则的建筑结构显示出复杂的力学。尤其是垂直不规则的框架结构，地震下层的间隔分布并不均匀，并且很容易形成弱层，从而导致结构的早期塌陷。为了减少垂直不规则结构布局的影响，使用钢支撑或屈曲约束支撑（以下简称为BRB）来调节结构的层刚度，这使得结构系统的间隔变得均匀。
现有的地震分析方法研究主要考虑规则和结构，需要进一步的测试在不规则结构中使用。一方面，使用基于武力的传统地震设计（以下简称FBD方法）涉及经验丰富的人参，尽管进行了多次迭代，但同时实现所有楼层仍然具有挑战性。另一方面，很难基于位移的设计方法（以下称为DDBD方法）直接应用。 ，带有支撑支撑的支持和不规则的框架结构很复杂，很难建立与它相对应的精确的单一弗雷德模型，并且很难准确地预测基于单一弗雷德模型的这些结构的实际侧移分布。因此，还需要在DDBD方法中执行多个参数调整和迭代设计。这些目前是基于对设计师经验的力量和位移依赖的经验，并且需要大量时间，并且很难实现统一间隔的设计目标。
如果分别为单个自由结构的每个层分别分析DDBD方法，则可以避免由整体结构等效模型带来的理论误差。根据对这些单层的分析，其位移预测更为简单，同时，理论假设减少了，理论错误也减少了。地板之间的相互作用是通过边界刚性限制的贡献来考虑的。在计算中，可以通过对计算中所有子结构的迭代计算来确定它。这种处理中还有另一个重要的优势：它可以更准确地控制每层结构的层位移，并且很容易实现均匀的间隔变形的设计目标。
基于上述思想，本文提出了一种基于子结构的设计方法（以下简称为SBD方法），该方法可以实现垂直不规则不规则的BRB钢框架结构的层间隔的准确计算和调节。 ）每个建筑物层之间间隔的均匀分布； 2）每个建筑物的层的湍流角靠近预设目标。
＃2子结构设计方法的思想和过程
SBD方法将每层的结构与整体结构分开，并在随后的步骤中分别分析。最初将每个图层结构的边界条件简化为底部的底部自由度（见图1），并确定了子结构的BRB刚度和层位移的显式方程。考虑到相邻地板约束的影响，迭代计算方法用于修改。这样，整个结构的整个层的层都均匀地收敛于计划的目标，从而确定了BRB的所有层的需求。
图1子结构拆卸的重要图
结构设计过程如图2所示：
图2设计流程图
＃3设计效果测量指标
1）具有设计目标的错误测量指标（MAPE），值越小，表示目标误差越小。
在公式中，n是总楼层的数量，θtar和θi是目标层间隔角的间隔位移角和I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I-的非线性时序分析i -i -i -i -i -i -i -i -i-。，非线性时间表。
2）层移位角度分布的均匀性指标（RSD），值越小，表明跨间隔角的均匀分布。
在公式中，θʹ是每组非线性时间分析的层位移平均值。
＃4SBD方法VSFBD方法和SBD方法VSDDBD方法
选择15层钢框架结构进行比较设计。该结构分别在6级和12层排列。结构级别和立面布局图如图3所示。
图3 15不规则结构层
1）SBD方法VSFBD方法
在地震（小地震）下，设计目标经常为8度（0.2G），目标间隔角度为0.3％。图4显示了基于SBD方法的基于振动的分解反应谱和FBD方法的分析和设计结果。应该解释的是，FBD方法设计结果是三个试验后的最佳结果。 SBD方法设计结果的MAPE和RSD值分别为3.8％和4.7％（计算中仅为3倍）； FBD方法设计结果的MAPE和RSD值分别为28.1％和27.0％。 SBD方法的设计结果显然更统一，更接近设计目标。
图4SBD方法VSFBD方法
2）SBD方法VSDDBD方法
在地震（大地震）中，设计目标为8度（0.2G），目标间隔角度为1.2％。图5显示了SBD方法结构的非线性时间分析的结果以及在10组地震波的作用下DDBD方法的设计。 SBD方法的设计结果的MAPE和RSD值分别为17.1％和10.6％。 DDBD方法的设计结果的MAPE和RSD值分别为23.7％和25.0％。 SBD方法设计结果的层位移角度分布更均匀。
图5 SBD方法VSDDBD方法
＃5四6层 - 垂直不规则设计计算示例
SBD方法用于设计四个六层垂直不规则的BRB钢框架结构（图6），然后使用非线性时间分析方法评估其响应。这四个结构分别降低了第四层结构，分别是不对称水平的33％，对称水平的33％，不对称水平的50％和对称水平的66％。设计目标是：在地震的强度下，目标层间隔角为1.5％。
图6四个六层垂直不规则的BRB钢框架
四个六层结构的非线性时间分析的结果如图7所示。（b），（c），（d）和（e）的MAPE值为2.5％，6.7％ ，5.4％和5.4％和5.4％和（e）。 2.4％的SBD设计结果接近设计目标。 （计算中只有4次）
图7四个六层垂直不规则的结构设计结果
＃620层和30层垂直不规则设计示例
SBD方法用于设计20层和30层的结构，然后使用非线性时间分析方法来评估其响应。结构是平坦的，立面显示在图8中。在11和16上，结构布局分别降低至对称的33％。设计目标是：地震强度下的20层结构，目标层间隔位移角度为1.5％，而30个层状结构目标层间隔位移角度为1.7％。
图8 20层和30层结构和立面图
非线性时间表的结果如图9所示。每个建筑物层的层之间的间隔均匀分布并靠近预设目标。
图9 20层和30层结构时间表分析结果
＃7热电厂的振动表模型
对于热电厂的振动平台测试模型，SBD方法用于重新设计它。热电厂的测试模型如图10所示。振动平台模型的垂直长度为39m，水平跨度为2.85万，总结构高度为263.8m。测试模型的长度比为1：20;时间相似性比为1：8;加速度相似的比率为3.2：1。结构性地震抗强度为8度（0.2G），场地特征周期TG为0.65s。该结构属于垂直不规则结构。由于生产过程的需求，结构的第四层质量约占总质量总质量的31％。地震强度下的非线性时间分析的结果如图11（b）所示。由于原始结构层间隔接近1.0％，考虑到热电厂作为生命线工程的结构的重要性，因此选择地震目标层之间的罕见地震目标层。位移角度为1.0％，使用SBD方法重新设计了SBD方法。
SBD方法设计结果的非线性时间分析的分布如图11（a）所示。可以看出，SBD方法设计结果的层中间位移角度分布更加均匀，更接近设计目标。此外，比较了MAPE，RSD和BRB的总截面面积。如表1所示，SBD方法设计结果的总量也比原始设计方案小得多。图12列出了两个地震波的作用和BRB消耗的散射能量下结构的总输入能。可以看出，SBD方法的设计结果等效于原始设计解决方案的能量水平。
图10热电厂测试模型
图11SBD和原始设计（OD）设计结果
表1SBD方法与原始设计（OD）相比
图12SBD方法与原始设计BRB能源消耗能力进行比较
＃8结论
1提出的SBD方法适用于垂直不规则的BRB钢框架结构。一方面，此方法不是基于经验，并且会产生相对经济且安全的设计结果，因为将BRB钢框架结构分为单层结构钢结构支撑计算钢结构支撑计算，并且无需假设等效的侧形需要这种类型的结构的形状。另一方面，引入了校正系数α。该系数可以考虑相邻地板边界约束对层结构的影响。可以简单地将迭代计算方法收集到设计目标；
2 SBD方法提出了成功意识到最大层间移位角度最大层的均匀分布。该方法用于产生高度经济的设计效果，次数很少，可以计算次数，这对于实际的工程设计很方便。上面的结论在具有不同水平的压痕和层的BRB钢框架结构中进行了验证。
3本文证实了该方法对垂直不规则BRB钢框架的结构的适用性。但是，需要进一步研究其他结构类型（例如不规则的钢框架结构和钢制混凝土框架结构）的可行性。需要考虑潜在的扭转效应以及RC框架与BRB之间的变形协调。
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