Gen減隔震整體解決方案——17年新熱點前瞻

在抗震設防性能設計中，要做到「小震不壞、中震不修、大震不倒。」

抗震：由建築結構直接抵抗地震作用。減震：減震是指設置消能構件，以吸收和消耗地震能量。隔震：設置隔震支座，以減少傳到上部結構的地震作用。抗震可以理解為，結構與地震「硬碰硬」，用大剛度來抵抗地震的破壞；減震則是結構內部的消能構件跟地震「打太極」，將地震的能量削弱消減，一般來說能夠達到50%以上的效果；而隔震是給結構穿上「軟銀甲」，將大部分地震作用隔絕在隔震支座處，保護上部結構。讓我們先從減震結構設計入手~消能器（阻尼器）的幾大類型：

著名的台北101，採用調諧質量阻尼器，在結構內懸掛660噸的巨大鋼球，利用擺動來抵消風荷載引起的結構晃動，是目前全球最大的阻尼器。

根據規範《建築消能減震技術規程》（JGJ297-2013）4.1.2條：消能減震結構的地震作用效應計算，應採用下列方法：1.當消能減震結構主體處於彈性工作狀態，且消能器處於線性工作狀態時，可採用振型分解反應譜法、彈性時程分析法。2.當消能減震結構主體處於彈性工作狀態，且消能器處於非線性工作狀態時，採用附加有效阻尼比和有效剛度的振型分解反應譜法、彈性時程分析法；也可採用彈塑性時程分析法。3.當消能減震結構主體處於彈塑性工作狀態時，應採用靜力彈塑性分析方法或採用彈塑性時程分析方法。根據主體結構的不同形式和消能器的不同種類，我們需要選擇不同的分析方法。主體結構消能器分析方法彈塑性非線性靜力彈塑性分析法彈塑性時程分析法彈塑性線性靜力彈塑性分析法彈塑性時程分析法線性非線性振型分解反應譜法彈塑性時程分析法線性線性振型分解反應譜法彈性時程分析法減震結構設計流程：確定附加阻尼比——選擇耗能構件規格、數量及位置——軟體參數定義——非線性時程分析——計算耗能器耗能——計算總應變能及附加阻尼比——設計——大震彈塑性時程分析。下面為大家做每個步驟的詳細介紹。1、確定附加阻尼比目前，普遍採用的方法有以下兩種：a.根據結構的實際情況，布置適當的阻尼器，進而按照實際情況得到附加阻尼比。b.預先設定阻尼目標，例如設定「小震下附加5個點」，然後再根據此要求進行阻尼器的布置，並調整阻尼器參數。兩種方法結合在一起，並綜合其造價因素，整個過程類似於剪力牆的布置，最終找到性價比最高的減震體系。

2、選擇耗能構件規格、數量及位置通常來說，阻尼器盡量布置在相對變形較大的部位（如層間位移較大的層）；同時消能器布置避免引起剛度突變，形成薄弱層（粘滯消能器無剛度，可以較好的避免此問題）。

3、軟體參數定義減隔震結構設計中，需要定義的軟體參數較多，Gen是通過添加邊界中的一般連接，實現對各個阻尼器的模擬。對於粘彈性消能器參數設置如下圖所示：

線形特性值用於特徵值分析、靜力分析、反應譜分析、彈性時程分析等；非線性特性值用於非線性時程分析。非線性特性值設置中，用戶可以選擇阻尼類型，定義具體的參數。

金屬屈服型阻尼器——滯後系統的原理為：金屬屈服強度小於主體結構，小震下保持彈性，具有承載力，大（中）震首先屈服耗能。在Gen軟體中，可用滯後系統十分方便地進行模擬。

調諧質量阻尼器在大型工程中應用比較廣泛，如台北100大廈，上海金融中心，迪拜帆船酒店。其組成為：固體質量+彈簧減震器+粘滯阻尼器，原理是通過改變質量或剛度使子結構的基本頻率與主結構接近，結構振動時，由於慣性而施加反方向的作用力，使原結構的振動反應明顯減弱，同時，在解決樓蓋舒適度問題中，也得到了廣泛應用。Gen中模擬參數設置如下

達盛隔震 穩定世界的力量
推薦閱讀：