今天給大家?guī)?lái)一個(gè)新的專(zhuān)題：減隔震。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，2008年汶川地震以后，減隔震結(jié)構(gòu)的應(yīng)用呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)抗震防災(zāi)工作的重視和技術(shù)宣傳普及度的提高，未來(lái)隔震建筑推廣應(yīng)用總體呈上升趨勢(shì)是毋庸置疑的。

在抗震設(shè)防性能設(shè)計(jì)中，要做到“小震不壞、中震不修、大震不倒。”

抗震：由建筑結(jié)構(gòu)直接抵抗地震作用。

減震：減震是指設(shè)置消能構(gòu)件，以吸收和消耗地震能量。

隔震：設(shè)置隔震支座，以減少傳到上部結(jié)構(gòu)的地震作用。

抗震可以理解為，結(jié)構(gòu)與地震“硬碰硬”，用大剛度來(lái)抵抗地震的破壞；減震則是結(jié)構(gòu)內(nèi)部的消能構(gòu)件跟地震“打太極”，將地震的能量削弱消減，一般來(lái)說(shuō)能夠達(dá)到50%以上的效果；而隔震是給結(jié)構(gòu)穿上“軟銀甲”，將大部分地震作用隔絕在隔震支座處，保護(hù)上部結(jié)構(gòu)。

讓我們先從減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手~

消能器（阻尼器）的幾大類(lèi)型：

著名的臺(tái)北101，采用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，在結(jié)構(gòu)內(nèi)懸掛660噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來(lái)抵消風(fēng)荷載引起的結(jié)構(gòu)晃動(dòng)，是目前全球最大的阻尼器。

根據(jù)規(guī)范《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》（JGJ297-2013）

4.1.2條：消能減震結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)計(jì)算，應(yīng)采用下列方法：

1. 當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體處于彈性工作狀態(tài)，且消能器處于線(xiàn)性工作狀態(tài)時(shí)，可采用振型分解反應(yīng)譜法、彈性時(shí)程分析法。

2. 當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體處于彈性工作狀態(tài)，且消能器處于非線(xiàn)性工作狀態(tài)時(shí)，采用附加有效阻尼比和有效剛度的振型分解反應(yīng)譜法、彈性時(shí)程分析法；也可采用彈塑性時(shí)程分析法。

3. 當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體處于彈塑性工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)采用靜力彈塑性分析方法或采用彈塑性時(shí)程分析方法。

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的不同形式和消能器的不同種類(lèi)，我們需要選擇不同的分析方法。

減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程：確定附加阻尼比——選擇耗能構(gòu)件規(guī)格、數(shù)量及位置——軟件參數(shù)定義——非線(xiàn)性時(shí)程分析——計(jì)算耗能器耗能——計(jì)算總應(yīng)變能及附加阻尼比——設(shè)計(jì)——大震彈塑性時(shí)程分析。下面為大家做每個(gè)步驟的詳細(xì)介紹。

1、確定附加阻尼比

目前，普遍采用的方法有以下兩種：

a.根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，布置適當(dāng)?shù)淖枘崞?，進(jìn)而按照實(shí)際情況得到附加阻尼比。

b.預(yù)先設(shè)定阻尼目標(biāo)，例如設(shè)定“小震下附加5個(gè)點(diǎn)”，然后再根據(jù)此要求進(jìn)行阻尼器的布置，并調(diào)整阻尼器參數(shù)。

兩種方法結(jié)合在一起，并綜合其造價(jià)因素，整個(gè)過(guò)程類(lèi)似于剪力墻的布置，最終找到性?xún)r(jià)比最高的減震體系。

2、選擇耗能構(gòu)件規(guī)格、數(shù)量及位置

通常來(lái)說(shuō)，阻尼器盡量布置在相對(duì)變形較大的部位（如層間位移較大的層）；同時(shí)消能器布置避免引起剛度突變，形成薄弱層（粘滯消能器無(wú)剛度，可以較好的避免此問(wèn)題）。

3、軟件參數(shù)定義

減隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要定義的軟件參數(shù)較多，Gen是通過(guò)添加邊界中的一般連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)阻尼器的模擬。對(duì)于粘彈性消能器參數(shù)設(shè)置如下圖所示：

線(xiàn)形特性值用于特征值分析、靜力分析、反應(yīng)譜分析、彈性時(shí)程分析等；非線(xiàn)性特性值用于非線(xiàn)性時(shí)程分析。非線(xiàn)性特性值設(shè)置中，用戶(hù)可以選擇阻尼類(lèi)型，定義具體的參數(shù)。

金屬屈服型阻尼器——滯后系統(tǒng)的原理為：金屬屈服強(qiáng)度小于主體結(jié)構(gòu)，小震下保持彈性，具有承載力，大（中）震首先屈服耗能。在Gen軟件中，可用滯后系統(tǒng)十分方便地進(jìn)行模擬。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在大型工程中應(yīng)用比較廣泛，如臺(tái)北100大廈，上海金融中心，迪拜帆船酒店。其組成為：固體質(zhì)量+彈簧減震器+粘滯阻尼器，原理是通過(guò)改變質(zhì)量或剛度使子結(jié)構(gòu)的基本頻率與主結(jié)構(gòu)接近，結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，由于慣性而施加反方向的作用力，使原結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)明顯減弱，同時(shí)，在解決樓蓋舒適度問(wèn)題中，也得到了廣泛應(yīng)用。Gen中模擬參數(shù)設(shè)置如下