王飞 彭杰

摘 要 本文对斜撑框架结构抗震设计方法进行分析，并通过案例分析的方式，分别用Algor程序与TAT程序对结构抗震性进行检验，并对检验结构对比分析。根据检验结果可知，两种程序在楼层位移角、构件内力、自振周期方面的计算结果较为相近，但TAT的结果略大，更适用于斜撑框架结构设计中，有助于取得更加理想的抗震效果。

关键词 钢混材料;框架结构;抗震设计

引言

当前建筑行业飞速发展，对建筑物质量与安全的要求不断提升。建筑结构承受的荷载分为水平与竖向两个方面。在高层建筑中，水平荷载作为主要控制因素，使结构抗侧移能力成为主要矛盾。在当前工程应用中，应采取有效措施提高斜撑框架结构的抗震能力，确保建筑物安全稳定。

1斜撑框架结构抗震设计方法

（1）控制延性法。延性主要包括三个层次，即结构、构件与截面。其中，结构延性可通过层间位移或顶点位移的方式表达出来;构件与截面延性相关，截面延性又与混凝土强度、含箍特征值等因素有所关联。对于特定结构来说，截面延性与构件延性相比较大，二者关系与塑性铰机制相关。位移延性可对弹塑性能力进行表现，且计算相对简单方便，但如何对屈服位移、极限位移进行定义成为重要问题，因为不同定义下的延性系数将存在一定误差。

（2）直接位移法。该方法由美国加州大学学者提出，提倡将位移目标与破损度看成设计目标，结构刚度与承载力均由预定的目标位移来确定。该思路一方面对结构整体侧移进行架设，再在结构动力学的引导下，将实际结构的多自由度体系变为单一体系，由此确定弹塑性地震位移相应系数，结合侧移模式对原本结构中的多自由度体系进行计算，检验其是否与限制需求相符。

（3）能力谱法。该方法是在静力弹塑性的基础上，对能力谱曲线进行探究的方式，利用加速度表示地震状态下地面运动对结构的需求，将地震反应曲线、结构能力等通过加速度—位移坐标系描绘出来，更加直观的评价结构抗震性能。在该方法应用中，采用非弹性反应谱对目标位移量进行计算，以单一自由度体系为例进行检验，使其与实际需求充分符合。该方法中内含两个基本假定，一是分析侧向荷载分布，按照弹性体系的基本振型为标准;二是减少对单自由度体系的动力反应分析，这样可使力的设计更加合理[1]。

2斜撑框架结构抗震性能比较分析

本文以某工程为例，该建筑共15层，每层高度为2.8m。在轴线2的B与C之间设置八字斜撑。在本文研究中，分别用Algor程序与TAT程序对结构抗震性进行检验，并对检验结构对比分析。为了对比两种程序下的抗震效果，将折减系数和调整系数剔除，取7度烈度，地震方向为Y轴方向，更加真实地体现出抗震效果。

2.1 楼层位移角

分别利用两种程序对层间位移角进行计算，通过对比曲线可知，结构上方TAT程序的计算值相对较大，下方结构的Algor程序结果相对较大。但从整体来看，二者的计算结果较为相似，相对误差的最大值在7.9%左右。利用Algor程序可将楼板当作三维板壳单元，在计算时将楼板变形影响纳入其中;但在TAT中则假定刚性楼板，忽视其变形状态，同时也未将柱端转角位移引入其中，相当于强化了对结构的约束，使结构变形力降低。通过上述两种程序计算出的层间位移变化特点一致，这意味着建筑物的中间楼层中存在最大位移角。

2.2 构件内力

结合斜撑结构特点，针对不同层次斜撑与斜撑料进行研究，分别用两种程序计算地震状态下斜撑轴压比、剪力、梁端弯矩的最大值。根据计算结果可知，两种程序计算结果较为相近，第四层中的斜撑梁内力最大，Algor程序中计算得出的梁端弯矩最大值为30.9kN，剪力最大值为41.6kN;TAT程序中计算出的梁端弯矩最大值为31.4kN，剪力最大值为40.5kN。二者的计算结果较为相似，前者的结果大于后者。以第四层中斜撑轴压比为例，前者计算结果为：临近中柱位置的斜撑为0.078，临近边柱为0.080;TAT程序计算结果为：临近中柱位置的斜撑为0.046，临近边柱为0.047。

2.3 自振周期

分别采用两种不同程序对X轴的前五阶自振周期进行计算，根据计算结果可知，与Algor相比来看，TAT程序中不同阶自振周期均较小。究其原因，主要因TAT程序应用时假设楼板刚度无限大，使楼板对构件的约束增加，结构刚度因此变大，自振周期随之减小。根据上述对比结果可知，两类程序因计算假定与模型不尽相同，所得出的结果也存在区别，主要体现在自振特点方面，构件内在的差异相对较小，因受平扭耦合作用影响，杆件内力的差距相对较大[2]。

2.4 计算结果对比

（1）Algor程序对比结果。在该程序下，分别利用直接位移法与能力谱法对斜撑框架结构的抗震性能进行计算，并对二者的计算结果进行对比。在利用前者计算时，将前15阶振型影响因素加入其中。根据计算结果可知，该程序下两种计算结果较为相近，前者的计算结果稍稍大于后者。

（2）TAT程序对比结果。在该程序下引入直接位移法对地震状态下动力时程进行分析，并与能力谱法的计算结果进行对比。采用相同类型场地中的不同地震波进行计算，以三条地震波为例，对三者的计算结果取均值，将其作为直接位移法的结果。将所得两项计算结果中的最大地震层间剪力汇总，绘制成对比图。根据对比图可知，上部结构的楼层中，二者计算层间剪力数值较为相近;但在下部楼层结构中，前一种计算结果要小于后一种结果。究其原因，前者将地震频谱特性、振动强度考虑其中，忽视地震动持因素影响，并采用“平方+开平方”组合地震模式，只可作为近似处理方式。但后者则将真实的地震波带入建筑结构中综合分析后计算，因此更可真实可靠的将地震状态下建筑结构的真实反应模拟出来。

3结束语

综上所述，本文以斜撑框架结构建筑为例，采用不同程序与方式对斜撑框架结构进行分析，体现出真实的地震反应。根据检验结果可知，两种程序在楼层位移角、构件内力、自振周期方面的计算结果较为相近，但TAT的结果略大，更适用于斜撑框架结构的抗震设计中，由此取得更加理想的抗震效果。

参考文献

[1] 李亮，李天，邓秀泰.斜撑框架结构抗震设计方法分析[J].郑州大学学报（工学版），2019（2）：36-38.

[2] 武永强.钢筋混凝土框架结构抗震设计中楼梯整体分析[J].水科學与工程技术，2019（5）：33-35.