王敦強(qiáng)，王璽皓

(山東建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，濟(jì)南 250101)

0 引 言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，居民對(duì)建筑物舒適性和安全性的要求越來越高，也對(duì)建筑物的抗震設(shè)防提出更高的要求。層間減震技術(shù)與基礎(chǔ)隔震技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用到實(shí)際工程之中，但是與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)減隔震技術(shù)的研究仍有一定差距。在國(guó)內(nèi)，減隔震技術(shù)以減震措施或隔震措施的單獨(dú)設(shè)計(jì)為主，鮮有二者聯(lián)合設(shè)計(jì)的研究，缺乏對(duì)減隔震技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

基礎(chǔ)隔震與層間減震聯(lián)合設(shè)計(jì)是一種新型減隔震思路，基于隔震支座與消能阻尼器各自力學(xué)性能的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)中合理布置隔震支座和消能阻尼器，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)。翁大根等研究在近斷層地震作用下，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)和布置黏滯消能器隔震結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)。劉正楠等為驗(yàn)證液體黏滯阻尼器與摩擦擺支座組合設(shè)計(jì)在大跨橋梁中的應(yīng)用效果，開展單獨(dú)以及組合使用液體黏滯阻尼器和摩擦擺支座的大跨橋梁減隔震可行性研究。ALEXANDROS等將附加線性黏滯阻尼器添加到由單摩擦擺裝置隔震的儲(chǔ)罐系統(tǒng)中，以提高大型儲(chǔ)油罐的抗震能力。周友權(quán)研究液體黏滯阻尼器和雙曲面球形隔震支座聯(lián)合應(yīng)用的特性，采用雙曲面球形減隔震支座和液體黏滯阻尼器聯(lián)合作用的方式，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。從上述研究可以看出，目前針對(duì)減隔震聯(lián)合設(shè)計(jì)的研究尚處于探索階段，缺少具體減震效果的評(píng)價(jià)。本文采用建筑結(jié)構(gòu)有限元模型設(shè)計(jì)與分析軟件ETABS，模擬減隔和隔震一體化的減隔震系統(tǒng)，并對(duì)其減震效率進(jìn)行數(shù)值分析。

以某高烈度區(qū)公司的實(shí)際工程為算例，探討?zhàn)枘崞鲗娱g減震與鉛芯橡膠支座基礎(chǔ)隔震聯(lián)合設(shè)計(jì)的可行性與具體減震效率，設(shè)計(jì)無控措施、減震隔震單獨(dú)設(shè)計(jì)與減隔震一體化設(shè)計(jì)的4種結(jié)構(gòu)模型，在地震波作用下對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，對(duì)比4種模型在不同地震波作用下的層間位移角、層間剪力和樓層側(cè)移，分析各方案的減震效率，揭示在不同的減隔震措施下、不同類型減隔震裝置的作用特點(diǎn)和差異，并提出一種基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的減隔震一體化設(shè)計(jì)流程。

1 工程概況

該公司廠房為6層混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中1層層高為2 000 mm，2層層高為6 600 mm，3～5層層高為5 500 mm，6層層高為3 900 mm，建筑平面尺寸71.80 m×21.80 m。建筑設(shè)計(jì)使用年限為50 a，使用功能為丙類廠房。建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防烈度為8度(0.2)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地特征周期為0.40 s。按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)第5.1.4條規(guī)定，在多遇地震作用下，水平地震影響系數(shù)最大值為0.16，場(chǎng)地特征周期為0.35 s，阻尼比為0.05。

按傳統(tǒng)抗震框架結(jié)構(gòu)確定梁和柱截面尺寸，框架梁和框架柱均為矩形截面：框架柱最大截面位于結(jié)構(gòu)下部樓層，尺寸為900 mm×900 mm，上部樓層框架柱尺寸依次為800 mm×800 mm和700 mm×700 mm，頂部樓層最小柱截面為500 mm×500 mm；主梁尺寸包括300 mm×500 mm、300 mm×600 mm、200 mm×500 mm、300 mm×750 mm、350 mm×750 mm、200 mm×600 mm、250 mm×600 mm、300 mm×500 mm、200 mm×400 mm和350 mm×500 mm等；最大柱間距為8 000 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

2 有限元分析模型

2.1 傳統(tǒng)抗震模型

使用結(jié)構(gòu)軟件YJK與有限元分析軟件ETABS分別對(duì)傳統(tǒng)抗震(無控措施)結(jié)構(gòu)建模，ETABS中梁和柱采用frame單元模擬，2個(gè)軟件結(jié)構(gòu)周期和總質(zhì)量計(jì)算結(jié)果對(duì)比見表1，其中結(jié)果比值為YJK結(jié)果減去ETABS結(jié)果，再除以YJK結(jié)果。差值較小時(shí)才能保證ETABS模型的準(zhǔn)確性。

表 1 YJK與ETABS傳統(tǒng)抗震模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比

2個(gè)軟件計(jì)算得到的質(zhì)量和周期的差值都很小，可以認(rèn)為2個(gè)軟件計(jì)算的結(jié)果一致，因此以下減隔震模型均采用ETABS進(jìn)行計(jì)算分析。

2.2 地震波選擇

該公司所在地域抗震設(shè)防烈度為8度(0.2)，時(shí)程分析采用的震動(dòng)加速度最大值為700 mm/s，罕遇地震下震動(dòng)加速度最大值為4 000 mm/s。選取7組地震波(見圖2，5條天然波、2條人工波)，將地震波導(dǎo)入到ETABS中進(jìn)行彈性時(shí)程分析，將時(shí)程工況下結(jié)構(gòu)的基底剪力與反應(yīng)譜工況下的基底剪力進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：7條地震波計(jì)算所得結(jié)構(gòu)的基底剪力占振型分解反應(yīng)譜法所得結(jié)構(gòu)基底剪力的83.10%～109.17%，在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求的65%～135%范圍之內(nèi)；向和向的平均值占比均大于80%，滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

圖1 傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)ETABS建模

(a) 910號(hào)天然波

2.3 減隔震方案設(shè)計(jì)

2.3.1 獨(dú)立減震設(shè)計(jì)方案

基于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)在彈性和彈塑性狀態(tài)下的抗震性能表現(xiàn)，設(shè)計(jì)減震布置方案。在無控措施下，該結(jié)構(gòu)的第2層層間位移角未能滿足規(guī)范要求(高于限值1/550)，1層和6層的層間位移角遠(yuǎn)小于規(guī)范要求。為不影響建筑使用功能且黏滯阻尼器耗能充分，只在2～5層采用對(duì)稱布置的方式布置黏滯阻尼器，橫向、縱向各放置4個(gè)，均為單斜式布置，具體方案見圖3，每層位置布置均相同。黏滯阻尼器阻尼系數(shù)=200 kN/(mm/s)，阻尼指數(shù)=0.3。ETABS中使用damper單元模擬黏滯阻尼器。

(a) Y向立面

2.3.2 獨(dú)立隔震設(shè)計(jì)方案

在ETABS中采用rubber isolator單元模擬橡膠隔震支座，隔震支座的拉、壓剛度不一致，受壓剛度約為受拉剛度的10倍。在ETABS中設(shè)置gap單元與rubber isolator并聯(lián)，以模擬隔震支座的受拉狀態(tài)。

為使隔震方案有更好的隔震效果，采用鉛芯橡膠支座與天然橡膠支座組合的方式。鉛芯橡膠支座可提供一定的水平側(cè)向剛度，并能提供阻尼，因此將其布置在結(jié)構(gòu)的外側(cè)框架柱下。天然橡膠支座剛度較小，將其布置在內(nèi)部框架柱下。隔震支座形心與柱截面形心的重合，隔震支座主要性能參數(shù)見表2，隔震支座布置示意見圖4。

表 2 隔震支座參數(shù)

(a) 隔震支座布置

根據(jù)規(guī)范要求，在罕遇地震作用下，極大面壓即最大壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值不宜大于25 MPa，不應(yīng)大于30 MPa。對(duì)隔震支座進(jìn)行短期極大面壓驗(yàn)算，以910號(hào)天然地震波為例(其他地震波也滿足，此處不再列出)，驗(yàn)算結(jié)果見圖5，其中負(fù)值表示支座受壓。由此可以看出，極大面壓為16.29 MPa，隔震支座滿足規(guī)范要求，具有充足的安全裕度。

圖5 隔震支座短期極大面壓驗(yàn)算結(jié)果

根據(jù)規(guī)范要求，在罕遇地震的水平和豎向同時(shí)作用下，隔震橡膠支座拉應(yīng)力值不應(yīng)大于1 MPa。對(duì)其進(jìn)行短期極小面壓驗(yàn)算，載荷組合為1.0倍恒載±1.0倍罕遇地震水平作用±0.5倍罕遇地震豎向作用，結(jié)果最大值為0.61 MPa，小于規(guī)范限制的1 MPa，滿足要求。實(shí)際工程中若想規(guī)避拉應(yīng)力，可以布置抗拉支座，也可以在相應(yīng)位置布置更大重力載荷，以抵抗由于傾覆力導(dǎo)致的支座拉應(yīng)力。

罕遇地震作用下隔震支座的向、向位移(1.5倍放大)見圖6。在罕遇地震作用下，放置在內(nèi)部框架柱下的天然橡膠支座最大水平位移為267 mm，水平位移小于3.0倍支座內(nèi)部總橡膠厚度(462 mm)，也小于0.55倍支座有效直徑(0.55=330 mm)，滿足規(guī)范要求。

(a) X向

2.3.3 減隔震一體化方案設(shè)計(jì)

減震和隔震聯(lián)合設(shè)計(jì)的減隔震一體化方案ETABS有限元模型見圖7。在大震作用下，對(duì)隔震支座進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果符合要求，此處不再贅述。

圖7 減隔震一體化方案布置

為使分析結(jié)果有直接對(duì)比意義，上部結(jié)構(gòu)均采用與前文相同的構(gòu)件截面。在大震作用下，黏滯阻尼器和隔震支座的滯回曲線(以兩裝置典型滯回曲線為例，見圖8)飽滿，說明該減隔震一體化方案可耗散大量地震能量，減震隔震裝置發(fā)揮各自的作用，可達(dá)到耗能減震的效果。

(a) 黏滯阻尼器

3 地震波時(shí)程下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析

Ritz向量法可以有效避免計(jì)算對(duì)結(jié)果精度沒有貢獻(xiàn)、不參與動(dòng)態(tài)響應(yīng)的振型，保證動(dòng)力載荷參與系數(shù)足夠高，因此彈性狀態(tài)采用Ritz向量法進(jìn)行迭代分析。結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析要著重考慮結(jié)構(gòu)的非線性，以及連接單元、材料和幾何的非線性，因此在ETABS中采用直接積分法進(jìn)行分析。框架梁塑性鉸采用M鉸模擬，框架柱塑性鉸采用P-M2-M3鉸模擬。

為更直觀地分析減隔震具體發(fā)揮的作用，引入“聯(lián)合效率”概念，即

聯(lián)合效率=

向和向計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)，因此只討論向減隔震的輸出結(jié)果，分析3種方案的減隔震能力和具體減震效率。

3.1 樓層側(cè)移

在第1層底部放置隔震支座，因隔震支座不能完全約束結(jié)構(gòu)的位移，為使分析結(jié)果有直接對(duì)比意義，單獨(dú)隔震和減隔震一體化設(shè)計(jì)中第1層樓層的側(cè)移采用結(jié)構(gòu)樓層側(cè)移輸出結(jié)果減去隔震支座位移的值。計(jì)算得到彈性和彈塑性狀態(tài)下4種減震隔震措施結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)移，結(jié)果對(duì)比見圖9。

(a) 彈性狀態(tài)

與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)(無控措施)相比，另外3種減震隔震措施在彈性和彈塑性狀態(tài)下的樓層側(cè)移均有一定程度的降低，其中隔震措施比減震措施對(duì)降低樓層側(cè)移更加明顯。

以頂層樓層為例，在彈性狀態(tài)下，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)側(cè)移為32.63 mm，單獨(dú)減震措施結(jié)構(gòu)、單獨(dú)隔震措施結(jié)構(gòu)和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)的側(cè)移分別為27.27、16.99和 12.61 mm，較傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)降低百分比依次為16.4%、47.9%和61.4%。

在大震作用彈塑性狀態(tài)下，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)頂層樓層側(cè)移為163.30 mm，單獨(dú)減震措施結(jié)構(gòu)、單獨(dú)隔震措施結(jié)構(gòu)和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)頂層樓層側(cè)移依次為為138.35、82.69和64.90，降低百分比依次為15.3%、49.3%和60.3%。

彈性狀態(tài)下的聯(lián)合效率為95.5%，彈塑性狀態(tài)下的聯(lián)合效率為93.3%，減震措施結(jié)構(gòu)在大震下的減震效率略小于小震。在降低頂層樓層側(cè)移方面，減隔震一體化設(shè)計(jì)方案在大震和小震下表現(xiàn)出相近的效率，減震和隔震措施都發(fā)揮高效的耗能能力，共同為結(jié)構(gòu)的減震發(fā)揮作用。

3.2 層間位移角

層間位移角主要限制結(jié)構(gòu)在正常使用下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)具有足夠剛度，避免位移過大而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、承載力和使用要求。計(jì)算得到彈性和彈塑性狀態(tài)下4種減震隔震措施結(jié)構(gòu)的層間位移角對(duì)比見圖10。

(a) 彈性狀態(tài)

在彈性狀態(tài)下，無控措施結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/595，單獨(dú)減震措施結(jié)構(gòu)、單獨(dú)隔震措施結(jié)構(gòu)和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)的最大層間位移角依次為1/711、1/1 114和1/1 580，較無控措施結(jié)構(gòu)降低百分比依次為16.3% 46.6%和62.3%。

在大震彈塑性狀態(tài)下，無控措施的最大層間位移角在第3層，大小為1/131，單獨(dú)減震措施、單獨(dú)隔震措施和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)的最大層間位移角依次為1/154、1/283和1/346，較無控結(jié)構(gòu)降低百分比依次為14.9%、53.7%和62.1%。

彈性狀態(tài)下的聯(lián)合效率為97.5%，彈塑性狀態(tài)下的聯(lián)合效率為96.1%。在減隔震一體化設(shè)計(jì)下，黏滯阻尼器減震和基礎(chǔ)隔震的措施能夠較好地協(xié)同工作，可增加結(jié)構(gòu)的安全性和舒適性。

3.3 樓層剪力

彈性和彈塑性狀態(tài)下4種減震隔震措施結(jié)構(gòu)的層間剪力對(duì)比見圖11。與傳統(tǒng)隔震結(jié)構(gòu)相比，另外3種減震隔震措施的樓層剪力均有一定程度降低，其中隔震措施比減震措施降低更加明顯，減隔震一體化措施降低最多。

(a) 彈性狀態(tài)

在彈性狀態(tài)下，無控措施結(jié)構(gòu)第1層層間剪力為5 460.5 kN，單獨(dú)減震措施、單獨(dú)隔震措施和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)的第1層層間剪力依次為4 589.4、2 181.4和1 472.8 kN，較無控結(jié)構(gòu)降低百分比依次為15.9%、60.0%和73.0%。

在大震作用下，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的底層層間剪力為15 642 kN，單獨(dú)減震措施、單獨(dú)隔震措施和減隔震一體化措施結(jié)構(gòu)的底層層間剪力依次為13 319、7 480和5 889 kN，較無控結(jié)構(gòu)降低百分比依次為14.8%、52.1%和62.4%。

3.4 分析總結(jié)

通過對(duì)比分析可以看出，各種措施結(jié)構(gòu)均有較好的減震效果，減隔震一體化措施的效果最好，單獨(dú)隔震措施設(shè)計(jì)優(yōu)于單獨(dú)黏滯阻尼器減震設(shè)計(jì)，減隔震一體化設(shè)計(jì)減震效率最大。

在彈塑性時(shí)程分析時(shí)，采用減隔震一體化措施的上部結(jié)構(gòu)基本完好，但是減震效率比彈性狀態(tài)下略低，這是因?yàn)榇藭r(shí)上部結(jié)構(gòu)本身也進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，梁、柱等構(gòu)件會(huì)消耗一定的地震能量。

減隔震一體化設(shè)計(jì)的聯(lián)合效率都小于100%，說明上部減震體系與隔震體系間相互作用，使其減震效果達(dá)不到減震和隔震單獨(dú)設(shè)計(jì)效果的相加，但是能達(dá)到其相加結(jié)果的93%以上，已經(jīng)表現(xiàn)出極高的效率，說明當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，在基礎(chǔ)隔震支座發(fā)揮作用的同時(shí),上部結(jié)構(gòu)的黏滯阻尼器也能夠很好地發(fā)揮耗能作用，展現(xiàn)出黏滯阻尼器的層間減震與基礎(chǔ)隔震支座協(xié)同工作的高效性。

4 減隔震一體化設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

黏滯阻尼器層間減震和鉛芯橡膠隔震支座基礎(chǔ)隔震共同使用能發(fā)揮各自特點(diǎn)，共同為結(jié)構(gòu)高效減震發(fā)揮各自的耗能作用，從而降低地震響應(yīng)?；诖耍接憸p隔震一體化設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化方法。

4.1 常規(guī)設(shè)計(jì)思路的弊端

在進(jìn)行減隔震一體化設(shè)計(jì)時(shí)，不論是先減震設(shè)計(jì)還是先隔震設(shè)計(jì)，當(dāng)減震效率和設(shè)計(jì)目標(biāo)的對(duì)比驗(yàn)算可以通過時(shí)，上部結(jié)構(gòu)都是滿足規(guī)范要求的(現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于減震隔震的要求都是進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)時(shí)的，如果隔震措施和減震措施均滿足規(guī)范要求，那么上部結(jié)構(gòu)一定滿足要求)，所以另外一項(xiàng)措施帶來的附加效果是結(jié)構(gòu)安全度的冗余。對(duì)于有安全冗余的結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)截面優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)省材料降低成本、減輕結(jié)構(gòu)自重、增加使用空間等目的。

由于減震隔震設(shè)計(jì)是根據(jù)優(yōu)化前的無控措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，若構(gòu)件截面發(fā)生變化，則優(yōu)化后的上部結(jié)構(gòu)又需要重新進(jìn)行減震隔震的復(fù)核和驗(yàn)算，甚至需要針對(duì)截面變化重新進(jìn)行減震隔震的設(shè)計(jì)，反復(fù)驗(yàn)算次數(shù)較多，工作繁瑣且具有一定的盲目性。

4.2 優(yōu)化方法

為提高經(jīng)濟(jì)性和建筑空間的使用率，針對(duì)較繁瑣的優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，提出一種減隔震一體化設(shè)計(jì)流程優(yōu)化方法。該方法在減震隔震方案效果分析都達(dá)到規(guī)范要求以后，減震隔震的設(shè)計(jì)方案不改變，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)截面達(dá)到符合規(guī)范、滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的目的，設(shè)計(jì)流程見圖12。具體設(shè)計(jì)步驟如下。

圖12 減隔震一體化設(shè)計(jì)流程

(1)根據(jù)實(shí)際工程需求，確定合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)與減隔震設(shè)計(jì)目標(biāo)。

(2)進(jìn)行減震隔震設(shè)計(jì)，先確定減震方案，然后對(duì)布置黏滯阻尼器的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)。

(3)建立有限元模型，選取地震波進(jìn)行時(shí)程分析，將隔震效果與初定的設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。

(4)對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析和減震目標(biāo)驗(yàn)算，根據(jù)結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)減震效果。

(5)對(duì)減隔震一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析，驗(yàn)算支座變形、支座短期面壓和上部結(jié)構(gòu)變形。

(6)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)截面尺寸的優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際工程，確定合理的優(yōu)化目標(biāo)，適當(dāng)縮小截面尺寸。

(7)對(duì)帶阻尼器的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)算，阻尼器有適當(dāng)?shù)臏p震效果即可，以不造成減震措施和減震效果浪費(fèi)為目標(biāo)。

(8)對(duì)帶有阻尼器的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震驗(yàn)算。一般采用水平向減震系數(shù)(在設(shè)防地震作用下計(jì)算)評(píng)估隔震措施的效果。水平向減震系數(shù)等于隔震措施上部結(jié)構(gòu)層間剪力(高層需考慮傾覆力矩)與無控措施結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)樓層的層間剪力的比值。水平向減震系數(shù)計(jì)算的分子是帶有黏滯阻尼器附加效果的上部結(jié)構(gòu)的層間剪力。

(9)對(duì)減隔震一體化措施的結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性時(shí)程分析，先驗(yàn)算支座和上部結(jié)構(gòu)變形，然后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)、連接構(gòu)件和地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。

從優(yōu)化設(shè)計(jì)流程可以看出，在適當(dāng)?shù)慕孛鎯?yōu)化以后，只需要進(jìn)行一次減震驗(yàn)算，不需要重新設(shè)計(jì)，就可以進(jìn)行隔震效果分析，即一般只需要進(jìn)行截面優(yōu)化。與一般的設(shè)計(jì)思路相比，在減震、隔震和構(gòu)件截面都進(jìn)行變化的情況下，可避免3個(gè)變量同時(shí)變化會(huì)造成的多次重復(fù)驗(yàn)算和重新設(shè)計(jì)?？刂茰p震設(shè)計(jì)的變量，通過調(diào)整構(gòu)件截面，只需驗(yàn)算隔震是否滿足優(yōu)化目標(biāo)即可。因此，這種減隔震一體化設(shè)計(jì)流程較安全高效。

5 結(jié) 論

基于工程實(shí)例，對(duì)減隔震一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬，對(duì)比分析無控措施和減震隔震單獨(dú)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果，結(jié)論如下：

(1)減隔震一體化設(shè)計(jì)在多遇地震作用下的減震效率優(yōu)于罕遇地震，這是因?yàn)樵诤庇龅卣鹱饔孟?，上部結(jié)構(gòu)本身由彈性進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件也會(huì)消耗一定的地震能量。

(2)在以鉛芯橡膠隔震支座為基礎(chǔ)隔震的上部結(jié)構(gòu)中放置黏滯阻尼器層間減震，可實(shí)現(xiàn)其作為結(jié)構(gòu)抗震第二道安全防線的目標(biāo)，減隔震一體化措施的減震效果是減震和隔震分別獨(dú)立設(shè)計(jì)結(jié)果相加的93%以上，說明上部減震體系與基礎(chǔ)隔震體系間的共同作用，能較好地滿足結(jié)構(gòu)抗震性能的目標(biāo)要求，表現(xiàn)出良好的耗能機(jī)制。

(3)基于減震和隔震措施的高效協(xié)同，針對(duì)減隔震一體化設(shè)計(jì)步驟繁瑣的問題，提出減隔震一體化方案優(yōu)化的設(shè)計(jì)流程。該方案的核心是隔震設(shè)計(jì)和驗(yàn)算是在布置黏滯阻尼器的上部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的，在確保減震和隔震措施均符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，保持減震隔震措施不變，針對(duì)預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)構(gòu)件截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過構(gòu)件截面調(diào)整驗(yàn)證方案的合理性及其與設(shè)計(jì)目標(biāo)的匹配。該方法無多余反復(fù)的過程，可為減隔震一體化設(shè)計(jì)提供新的思路，在滿足減隔震設(shè)計(jì)需求的同時(shí)兼顧設(shè)計(jì)的流暢性，為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。